10. Пути интенсификации теплопередачи.

1. Интенсификация теплопередачи путем увеличения коэффициента теплоотдачи.

Из ура-я теплопередачи Q=kF t, Вт. Для плоской стенки Вт/(м²·К).

Если тонкие стенки с большим коэффициентом λ (δ / λ →0)

При α₂ → ∞ k’ стремиться к значению α₁, при α₁ →∞ стремиться к значению α₂.

При α₁<<α₂ увеличения k' возможно только за счет увеличивать α₁ ( меньшего коэф-та). Если α1≈α2 увеличение коэф-та теплопередачи возможно за счет увеличения любого из α.

3 параметра: Геометричискими, Физическими, Гидродинамическими.

2. Интенсификация теплопередачи за счет оребрения стенок

При использовании метода оребрения нужно руководствоваться следующими соображениями: если α₁<<α₂, то оребрять поверхность со стороны α₁ следует до тех пор, пока α₁F₁ не достигает значения α₂F₂. Дальнейшее увеличение поверхности F₁ малоэффективно.

11. Основные понятия и определения конвективного теплообмена. Физические свойства жидкости, режимы течения, условие прилипания.

Конвективный теплообмен - совместный процесс переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью. Конвекция – процесс текучей среде при перемещении объемов жидкости или газа в пространстве из области с одной тем-ой в область с другой. Теплопроводность – молекулярный перенос теплоты в телах (или м/у ними) обусловленный переменностью тем-ры в рассматриваемом пространстве. Если в единицу времени через единицу поверхности проходит определённая масса вещ-ва, тогда тепловой поток переносимый конвекцией составит: где – скорость, м/с; ρ– плотность жидкости, кг/м³; i – энтальпия, Дж/(м²·с). Конвекция теплоты всегда сопровождается теплопроводностью, т.к. при движении жидкости или газа происходит соприкосновение отдельных частиц, имеющих различные тем-ры, тогда конвективный теплообмен описывают уравнением . Конвективный теплообмен м/у потоками жидкости или газа и поверхностью соприкасающегося с ним тела наз. конвективной теплоотдачей или теплоотдачей. При расчетах теплоотдачи используют закон Ньютона – Рихмана , где t_c – тем-ра поверхности тела; t_ж– тем-ра окружающей жидкой или газообразной среды; – коэф. теплоотдачи, Вт/(м²·с). Силы: Массовыми - силы, приложенные ко всем частицам жидкости и обусловленные внешними силовыми полями (например, гравитационным или электрическим). Поверхностные силы возникают вследствие действия окружающей жидкости или твердых тел; они приложены к поверхности контрольного объема жидкости. Такими силами явл. силы внешнего давления и силы трения. Конвекции: Свободная - движение в рассматриваемом объеме жидкости возникает за счет неоднородности в нем массовых сил. Вынужденную - происходит под действием внешних поверхностных сил, приложенных на его границах, за счет предварительно сообщенной кинетической энергии (например, за счет работы насоса, вентилятора, ветра). Физические свойства жидкости. В зависимости от физ-их свойств жидкостей процесс теплообмена может протекать по разному. Большое влияние на теплопроводности λ, удельная теплоемкость с_р, плотность ρ, коэф-т температуропроводности а, коэф-т вязкости μ. Для каждого вещества эти величины имеют определенные значения и зависят от тем-ры. Все реальные жидкости обладают вязкостью; между частицами или слоями, движущимися с различными скоростями, всегда возникает сила внутреннего трения, противодействующая движению. Эта сила действует в любой точке потока и пропорциональна изменению скорости в направлении нормали к этой плоскости где μ - динамическим коэф-ом вязкости или просто коэф. вязкости, Н·с/м²; ν кинем-им коэф-ом вязкости, м²/с . На теплоотдачу оказывает влияние сжимаемость жидкостей, Па^-1 .Тепловое расширение жидкости К^-1 .

12. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена. Условия однозначности. , следует, что плотность теплового потока для жидкости может быть определено, если известны поля тем-р, удельной энтальпии и скорости. Для решения многих задач для несжимаемости жидкости (ρ=const). Можно определить зависимость и . Чтобы определить поля тем-р ( энтальпии) и скоростей и плотность теплового потока, необходимо знать ур-ия энергии, движения и сплошности. Процесс конвективного теплообмена в несжимаемой

однородной среде с постоянными физическими параметрами описывается системой дифференциальных уравнений , у.э. , где t –тем-ра жидкости; τ – время; а – коэф. температура проводности; – теплота, выделяемая внутренними источниками; ρ – плотность жид.; с_р – теплоемкость, при постоянном давлении. Ур-е движения и (4.20).Ур-е энергии. , Ур-е сплошности . Условия однозначности. Полученные дифференциальные ур-ия конвективного теплообмена описывают множество конкретных процессов. Условия однозначности дают математическое описание. Участок особенности конвективного теплообмена и состоят: 1) геометрических условий, характеризующих форму и размеры тела или с/с, в кот. протекает процесс; 2) физических условий, характеризующих физические св-ва среды; 3) временных или начальных условий, характеризующих особенности процесса в начальный момент времени; для стационарных задач эти условия

отпадают; 4) граничных условий, характеризующих особенности протекания процесса на границах жидкой среды. Например, для любого момента времени задаются распределение тем-р или тепловых потоков по поверхности тела t_с = const или . Задаются температуры и скорости жидкости на входе в канал или значения скорости на стенке и т. д.