
- •3. 5. Вывод уравнения Фурье для одномерной задачи теплопроводности.
- •10.Нестационарная теплопроводность при гу 2
- •11. Безразмерная форма краевой задачи теплопроводности при гу-III-го рода
- •14. Сеточный метод решения одно- и двумерных задач нестационарной теплопроводности
- •15. Явная и неявная схемы численного определения температурных полей
- •13. Метод элементарного теплового баланса при численном решении задач теплопроводности.
- •17. Неявная схема численного решения двухмерной задачи теплопроводности
- •18.Физический принцип стационарности температурных полей.
- •19. Стационарное температурное поле в неограниченной пластине
- •20. Нелинейная стационарная теплопроводность в однослойной плоской стенке.
- •21. Стационарный тепловой поток через однослойную плоскую стенку при гу-I.
- •23. Стационарное температурное поле в полом цилиндре.
- •24.Стацтионарный тепловой поток через однослойный полый цилиндр при гу-I.
- •25.Стационарный тепловой поток через многослойный полый цилиндр при гу-I.
- •26. Стационарный тепловой поток через многослойный полый цилиндр при гу-III.
- •27. Стационарный тепловой поток через многослойную плоскую стенку при гу-III.
- •28. Вывод формулы для определения теплового потока через однослойный полый цилиндр.
- •29.Расчет величины плотности теплового потока в теле.
- •30.Температурный фактор задач конвективного теплообмена.
- •31.Схема Нуссельта для описания конвективного теплообмена.
- •32. Конвективный теплообмен при течении в трубах.
- •33.Внешняя и внутренняя задача конвективного теплообмена: особенности формирования теплового и гидродинамического пограничного слоёв, эффекты стабилизации
- •34.Переход течения на пластине из ламинарного в турбулентное и связанное с ним изменение нарастания толщины пограничного слоя и теплоотдачи
- •35.Особенности формирования динамического пограничного слоя во внешних задачах
- •36.Особенности формирования динамического пограничного слоя во внутренней задаче
- •37.Особенности формирования теплового пограничного слоя во внешней задаче
- •38.Особенности формирования теплового пограничного слоя во внутренней задаче
- •39.Стабилизация конвективного теплообмена по длине канала в ламинарном и турбулентном режимах течения
- •40.Теплообмен при свободной конвекции у вертикальной плиты
- •41.Третья (основная) теорема теории подобия и моделирования физических явлений
- •42.47.Вывод аргумента Ra для описания теплоотдачи при свободной конвекции
- •43.Вывод критериев подобия из рассмотрения уравнения нестационарного теплопереноса в потоке (уравнения Фурье-Кирхгофа)
- •44.Обоснование формы критериальных зависимостей для описания конвективного теплообмена
- •45.Критериальные формулы для описания теплообмена при свободной конвекции
- •46.Физический смысл критериев Re, Pr, Pe
- •48.Физическое обоснование условий, необходимых и достаточных для подобия явлений одной природы
- •49.Вывод критериев подобия из рассмотрения уравнения нестационарного течения (уравнения Навье - Стокса)
- •50.Температурный фактор в критериальных формулах для описания конвективного теплообмена
- •51.Критериальные формулы для описания конвективного теплообмена при обтекании пластины
- •52.Теплообмен при свободной конвекции в большом объёме
- •53.Тепловая изоляция труб и цилиндрических сосудов: обоснование выбора толщины изоляции
- •54.Конвективный теплообмен при турбулентном режиме течения в канале
- •55.Гидродинамика и теплообмен при поперечном обтекании одиночного цилиндра пучка труб.
- •56. Гидродинамика и теплообмен при обтекании коридорного и шахматного пучка труб
- •57.Основные законы равновесного теплового излучения твёрдых тел
- •58.Механизм излучения твёрдых тел, равновесное тепловое излучение. Закон Стефана-Больцмана
- •59.Определение результирующего лучистого теплового потока между твёрдыми телами и между газом и твёрдым телом
- •60.Особенности излучения газов. Степень черноты смеси газов
- •61.Метод расчёта результирующего лучистого потока энергии между твёрдыми телами и между газом и твёрдым телом
- •62.Роль экранов в лучистом теплообмене твёрдых тел. Экранно-вакуумная тепловая изоляция
- •63.Теплообмен при кипении жидкости в большом объёме
- •64.Условие существования газового пузырька
- •65.Кризис кипения в сосуде - механизм явления, интенсивность теплообмена
- •66.Критериальные зависимости для описания теплоотдачи при кипении
- •67.Кризис кипения движущейся жидкости – механизм явления и интенсивность кипения
- •68.Теплообмен при конденсации паров
- •69.Предпосылки теории Нуссельта для определения интенсивности теплоотдачи при конденсации
- •70.Критериальные зависимости для описания теплообмена при плёночной конденсации паров
- •70. Критериальные зависимости для описания теплообмена при плёночной конденсации паров
- •71.Теплообмен при волнообразовании и при турбулизации течения плёнки конденсата
- •72.Влияние неконденсирующихся газов и факторов эксплуатации конденсаторов паровых турбин на теплообмен при конденсации
- •74. Влияние неконденсирующихся газов в газовой смеси на теплообмен при конденсации
- •75.Основные элементы теории массопроводности. Гипотеза а. Фика: содержание, физический смысл, область применения.
- •76.Гипотеза а. Фика. Граничные условия уравнения массопроводности: гу-I,гу-II,гу-III,гу-IV рода.
- •78.Тройная аналогия между переносом тепла, вещества и количества движения
- •79.Обратные задачи теплопроводности, их особенности
- •80.Теплообмен в разряжённых газах
- •81.Теплообмен при больших дозвуковых скоростях газа
- •82.Способы интенсификации конвективного теплообмена
- •83.Оребрение теплообменных поверхностей
- •84.Основные требования, предъявляемые к теплообменным аппаратам
- •85.Классификация теплообменных аппаратов
- •86.Уравнения, лежащие в основе расчёта теплообменных аппаратов
- •86. Принципы теплового расчета теплообменника.
- •87.Определение среднего температурного напора
45.Критериальные формулы для описания теплообмена при свободной конвекции
Критериальные формулы для описания теплообмена при свободной конвекции должны иметь вид связи между числом Нуссельта и критерием Рэлея
Жидкая или газообразная среда простирается в бесконечность по нормали к поверхности внесенного в нее твердого тела. При этом выделяют свободную конвекцию у вертикального расположения пластины (плиты, стены) или трубы и свободную конвекцию у горизонтально расположенной трубы.
Экспериментально установленные зависимости для вертикальной плиты или трубы при постоянной температуре их поверхности TW = const таковы:
а) для диапазона 103 < Ra < 109
б) для значений Ra > 109
где
и
– средние значения числа Нуссельта и
коэффициента теплоотдачи на участке
высотою H,
отсчитанной от нижней кромки; Ra=gH3(TW
–
)Pr/2
– критерий Рэлея;
– температурный фактор.
Для горизонтально расположенной трубы в диапазоне 103 < Ra < 108 опытные данные при TW = const аппроксимируются зависимостью
(2.56)
где
и
– средние значения Nu
и
по периметру трубы с наружным диаметром
d;
– критерий Рэлея.
Возникновение
свободной конвекции и ее существенное
влияние на теплоперенос в горизонтальной
щели при
(температура верхней плоскости меньше
температуры нижней), как установил
Рэлей, возможно при выполнении неравенства
46.Физический смысл критериев Re, Pr, Pe
Безразмерный комплекс , являющийся мерой отношения силы инерции к силе вязкостного трения, называется критерием Рейнольдса и обозначается.Его величина определяет характер вынужденного течения жидкости (газа)
или
где = / - коэффициент кинематической вязкости.
Безразмерный комплекс , являющийся мерой отношения тепловых потоков, переносимых механизмом конвекции и теплопроводности- называется критерием Пекле и обозначается Pe . Его величина определяет температурные поля в движущейся среде
Безразмерный комплекс составленый из величин, заданных при постановке задачи о развитии процесса свободной конвекции называется критерием Рэлея и обозначается Ra :
Таким образом, для термической свободной конвекции равенство критериев Рэлея приводит к равенству чисел Нуссельта, так что справедлива зависимость
Nu = f(Ra).
Физический
смысл критерия Прандтля –
– мера отношения толщин теплового и
динамического пограничных слоев, так
как ими определяется глубина проникновения
в поток динамических и термических
возмущений, которые характеризуются
соответственно коэффициентами
кинематической вязкости
и температуропроводности
.