Вопросы для самопроверки

1. Можно ли коэффициент теплопроводности λ и коэффициент теплоотдачи α выразить в одинаковых единицах?

2. Могут ли быть одинаковыми единицы коэффициентов вязкости - динамического и кинематического?

3. Можно ли определить коэффициент объемного расширения газов и жидкости по формуле β=1/Т?

4. Может ли свободная конвекция влиять на теплоотдачу в условиях вынужденной конвекции?

5. Могут ли совпадать по толщине гидродинамический и тепловой слои?

6. Может ли кинематический коэффициент вязкости воды на линии насыщения в интервале, температур 30 – 90 °С достигнуть значения v=0,4·10⁶м²/c?

7. Верно ли, что коэффициент температуропроводности у воды на линии насыщения при температуре +20 °С больше, чем у сухого воздуха при атмосферном давлении и температуре-50 °С?

2.19. Основы метода подобия и моделирования

π - теорема. Приведение уравнений конвективного теплообмена к безразмерному виду. Числа подобия. Общие условия подобия физических процессов. Свойства подобных процессов. Сущность моделирования. [4, гл. 5].

Методические указания

Полезно обратить внимание на то, что в безразмерные величины (Gr, Eu, θ и др.) входят не температуры и давления, а разности температур или давлений. Следует различать: а) определение подобия как описание всех признаков подобия и б) условие подобия как описание минимума признаков, достаточных для выполнения всех остальных признаков подобия. Определением подобия является формула (5-26) [4], согласно которой, если процессы подобны, то подобны формы их границ (геометрическое подобие), поля скоростей и давлений (гидродинамическое подобие), поля температур и плотностей тепловых потоков (тепловое подобие). Условием подобия является теорема Кирпичева - Гухмана [4].

Ограничения, накладываемые на произвольный выбор констант подобия [4], следует рассматривать как важнейшие следствия физического подобия.

Вопросы для самопроверки

1. Совпадают ли по форме безразмерные комплексы, выражающие число Био и число Нуссельта?

2. Совпадают ли по содержанию безразмерные комплексы, выражающие число Био и число Нуссельта?

3. Содержится ли одноименная физическая величина в каждом из комплексов, выражающих числа Нуссельта, Пекле, Рейнольдса и Грасгофа?

4. Является ли необходимым условием подобия процессов конвективного теплообмена равенство числовых значений, характеризующих условия однозначности?

5. В ряду безразмерных величин - Θ, W, Eu, Re, Nu, Pr, Gr, Pe содержатся ли независимые переменные?

6. Содержатся ли в этом ряду зависимые переменные?

7. В том случае, когда подобие двух процессов достигнуто, могут ли отличаться числовые значения физических величин в сходственных точках?

8. В том случае, когда подобие двух процессов достигнуто, равны ли в сходственных точках одноименные зависимые безразмерные величины?

2.20. Общие вопросы расчета конвективной теплоотдачи

Осреднение коэффициентов теплоотдачи. Осреднение температуры жидкости по сечению и длине канала. Осреднение температурного напора по длине канала. Выбор определяющих размеров и температур.

Обобщение опытных данных. Получение эмпирических уравнений. [4].