Физ. Условия теплообмена конвекцией.(часть2)

котором осуществляется конвективный и диффузионный перенос теплоты. Толщина ламинарного и турбулентного слоя соответственно равны:

,(2,5)

Где - число Рейнольдса.

- ускорение, скорость на пограничном слое. Видно, что толщина и структура пограничного слоя зависит от числа Рейнольдса. С увеличением динамической вязкости, уменьшаетсяи увеличивается толщина пограничного слоя.

.

Поэтому в вязких жидкостях теплоотдача протекает менее интенсивно.

Основные понятия теплового излучения

Все тела при любых tизлучают и поглощают энергию излучая, по кол-во этой энергии становится существенным только при высокихtили в условиях, когда перенос теплоты другими способами затруднен (при свободной конвенции особенно в разряженном газе)

Поток излученияQпоглощ. телом не полностью.Часть энергииотражается, частьпроходит сквозь тело, поэтому

A+R+D=1

- поглощ. способность

- отрож. способность

- пропуск. способность

Тело способное погл. всю падающую энергию, наз-ся абсолютно черным телом (А=1; R=D=0)

Тело отражающее всю падающую энергию наз-ся абс. Белым телом (R=1;A=D=0)

Если отражение имеет правильный характер тело наз-ся зеркальным (угол падения = углу отражения) Большинство тв. и жид. тел не пропускают энергию излучения – не прозрачные тела. Поглощение энергии изл. в них происходит в тонком поверхностном слое. Для Ме=1мк.м , для неметаллов = 1мм (A+R=1). Тела пропуск. всю энергию падающ. Излуч. Наз-ся пропускающей способностью облад. газы.

Для монохроматического:

Излуч. Непрозрел. тел оценивается повыш. плотностью потока излучения Е ,

Е учитыв. излучение во всех напров-ях и при всех длинах воли () . В диапазоне отдово всех напровлениях излучается энергия.

хар-ет энергию ЭМ воли – наз-ся спектральной плотностью излучения

.

Законы теплообмена излучения.

Закон планка

Этот закон устан. зависим. Спектрального плотного потока излучение абсолютн. черного тела .длины волныи температуры Т.

Абс черное тело имеет сплошной спектр излучения , т.е излучает при всех длинах волн. Реальные тела могут иметь сплошной ,(диэл),или линейчатые спектры ( газы, пары) На рис сопоставлены зависимости

;для абсолютно черного и реального тел со сплошным или линейчатым спектрами.

Способность тела излучать энергию, характеризует спектральная степень черноты тела

(1)

А также степень черноты тела

(2)

Т.е отношение изл способности реального тела к изл способности абс. черного тела.

Если величина имеет одинаковое значение для всех длин волн и температур то тело наз. Серым

Величина (3)

Из (1) с учетом (2) и (3) определили при (для серого тела)

или(4)

Для реальных тел неодинаково при разл. длинах волн, поэтому (4) для реальных тел не выполняется.

Температурное поле. Градиент температуры.

Теория теплообмена- учение о самопр.необратимых процессах распр-я теплоты в пространстве. Для кол-й оценки теплоты, передаваемой в ед.времени ч/з произв.поверхность вводят понятие теплового потока Q[Дж/с=Вт].Тепловой поток, отнес-й к площади пов-ти наз-ся плотностью теплового потока или уд.теплов.потокомq[Дж/(с·м²)=Вт/м²].

Под температурным полем понимают совокупность мгновенных значений температур во всех точках изучаемого пространства. Температура различных точек тела t определяется координатами х, у, z и временем т. Поэтому в общем случае t(r_в,τ)=t(x,y,z, τ),где r_в – радиус-вектор точки, x,y,z – координаты, τ – время. Поле, изменяющееся во времени наз-ся нестационарным или неустановившимся, в противном случае стационарным или установившимся, т.е. t(r_в)=t(x,y,z).В скалярном поле можно выделить поверхность в 3-х мерном случае и изолинии в двумерном случае, как пов-ти или линии с одинаковыми знач-ми т-ры (изотермич.пов-ти или изотермы).По расположению этих изолиний оценивают интенсивность изменения т-ры в различ.направлениях. Наиболее быстрое изменение скал.поля хар-ся градиентом:

где- оператор Набла.