11. Теплове подобие.

Nu= -критерий Нуссельта, выражает отношение общей интенсивности переноса тепла при конвективном теплообмене к интенсивности переноса тепла теплопроводностью в пограничном слое этого теплоносителя. α – коэф. Теплоотдачи, λ – коэф. Теплопроводности. Для получения других критериев запишем ур=ние Ф-К в усеченном виде

, 1)

1Изменение Т во времени, т.е. не стационарность процесса, изменение интенсивности теплообмена во времени,2) изменение температ. Вследствие конвекции, т.е. интенсивность переноса тепла за счет конвекции3) интенсивность переноса тепла за счет теплопроводности.

критерий Пекле, отношение интенсивности переноса тепла за счет конвекции к интенсивности переноса тепла за счет теплопроводности.

, критерий Фурье, х-ка нестационарных процессов и х-т отношение интенсивности переноса тепла теплопроводностью к изменению интенсивности переноса тепла во времени

Критерий Пекле можно представить и в др. виде, домножив м разделив левую часть на кинематическую вязкость

=критерий Прантля - отношение кинетической инерционности теплоносителя к его тепловой инерционности. Отношение гидродинамического пограничного слоя и теплового пограничного слоя. Разность плотностей обусловлена разностью температур, т.е. при естественной конвекции важную роль играют параметры, обусловленные тепловым расширением теплоносителя. Cr –критерий Гразгофа

g ускорение свободного падения .Отношение подъемных сил к силам вязкостного трения

Общий вид критериальных уравнений

Nu=f(Pe,Pr,Re,Fo,Gr,…Г1,Г2..)

A,n,m,s,p в данном примере коэф. Опред. Методом подбора при обработке опыт. Данных. -коэф. Теплообмена

16.Способы нагревания и охлаждения.

Дымовые(топочные) газы давно используются в качестве нагревательных агентов. Технология сжигания топочных газов зав. От природа сжигаемого топлива. В кач-ве окислителя обычно используют кислород и воздух. Получают топочные газы с t=1100-2200⁰С. Имеют низкие коэф-ты теплоотдачи. Поэтому нагревание топочными газами ведут в жестких условиях,при увелечении газовых напоров. Разность температур не менее 200⁰С. При использовании в кач-ве топлива водорода м.б. достигнута t до 1000⁰С. За счет сжатия струи газов можно повысить температуру. Недостатки топочных газов: низкая плотность,низкая теплоемкость. Из-за уменьшения плотности топочных газов нецелесообразно перемещать на большие расстояния. Поэтому:1) тепловую энергию топочных газов в технологических установках потребляют по месту получения. 2) энергия топочных газов передаётся промежуточному теплоносителю,перемещающему на большие расстояния. 3)преобраз. тепловой энергии в электрическую(через механическую).+недостаток-использовани топочных газов приводит к загрязнению окружающей среды,т.к. продукты сгорания содержат углерод,СО2,СО. При температуре топочных газов выше 1000 ⁰С образ-ся оксиды азота,а при сжигании твердых образуется зола.+ значительное тепловое загрязнение. Кислые газы вызывают разрушене коммуникаций,труб,поэтому топочные газы выбрасываются в атмосферу при тем-ре не ниже 150-170⁰С. Образуется значительное кол-во воды. Достоинства:доступность, дешевизна.Водяной насыщенный пар: тепло выделяется за счет сил конденсации.Нетоксичен,дешёвый, безопасен. Вода,идущая на получение водяного пара,д.б. химически очищена и д.б. удален воздух. Конденс. предусматривает значительную ценность,должен возвращаться обратно в котел (обеспечиваться при обогреве «глухим» паром,т.е. непередающим тепло через стенку). В ряде случаев технологии требуют применения «острого» пара(вводят неосредственно в нагреваемую жидкость). Основной недостаток-небольшой диапазон температур,поэтому обычно используется пар с давлением не выше 1 Мпа. Насыщенный пар обладает большим коэф-том теплоотдачи,поэтому если его транспортировать в насыщенном виде,то будут большими путевые потери тепла,поэтому при транспортировке на большие расстояния пар д.б. слегка перегретым. Перед подачей к потребителю тепла пар необходимо увлажнить(смешать с конденсатом). Доводят до состояния влажного пара. Проблема при использовании пара- недопустимо в аппаратуре пролетного пара(не полностью сконденсировавшегося). Мятый пар- переувлажненный пар высокого давления,можно снизить его влажность путем дросселирования(пропускание через маленькие отверстия с высокой скоростью). Горячая вода используется в системе отопления. Высокая тепло- и энергоемкость. Температура до 100⁰С. По сравнению с паром обеспечивает большую безопасность. Перегретая вода- вода до 350⁰С от высоких давлений. В отдельных случаях используются расплавы солей, часто нитрит натрия.