18.Конвективный теплообмен.Ур-ние Ньютона-Рихмана. Коэф.Теплоотдачи.

Конвективный теплообмен – перемещение макроскопических частей газа, приводящее к переносу массы и теплоты

Конвективную теплоотдачу описывают ур-нием Ньютона-Рихмана:

α — коэффициент теплоотдачи (Вт/м²·К); t_ж — температура теплоносителя, °С; t_c – t₁ поверхности стенки; F – пов-сть соприкосновения теплоносителей со стенкой

α = 7…9 для естественного и α до 2000 для принудительного конвективного теплообмена

Формулу можно использовать, как при тепло­отдаче от жидкости или газа к стенке, так и при тепло­отдаче от стенки к жидкости или газу. Коэффициент теплоотдачи представляет собой количество тепло­ты, проходящей в единицу времени от жидкости (газа) к стенке (или наоборот) через 1 м² поверхности при раз­ности температур жидкости и стенки 1°.

Факторы, от кот зависит α: характер движения жидко­сти или газа (ламинарное или турбулентное) и природа его возникновения; скорость движения жидкости или га­за w физические параметры жидкости или газа (коэф­фициент теплопроводности λ, вязкость μ, плотность р, теп­лоемкость С_р, коэффициент объемного расширения β, температура жидкости или газа и поверхности t_ж, t_c; форма Ф и линейные размеры омываемой жидкостью или газом поверхности

19. Определение коэф. Теплоотдачи с использованием критериальных ур-ний.

α можно определить на основе эксперимента с использованием критериев подобия – безразмерных соотношений параметров, характеризующих физический процесс:

Критерий Нуссельта - критерий теплоотдачи, характеризует интенсивность теплоотдачи на границе жидкость (или газ) -твердое тело и всегда является величиной искомой.

Критерий Рейнольдса - отношение сил инерции к силам внутр. трения и характе­ризует гидродинамический режим движения жидкости. При Rе<2300 движение ламинарное, при Rе>10⁴ - тур­булентное, при 2300<Rе<10⁴ режим движения переход­ный - от ламинарного к турбулентному.

Критерий Прандтля характеризует физические свойства жидкости (или газа) и способность распрост­ранения теплоты в жидкости (или газе).

Критерий Грасгофа учитывает подъемные силы, возникающие в жидкости (или газе) вследствие разно­сти плотностей их частиц и вызывающие свободную конвекцию.

В общем случае конвективного теплообмена крите­риальная зависимость: Nu =f(Rе, Gг, Рг).

Применительно к вынужденному турбулентному дви­жению жидкости (или газа) связь между критериями ус­танавливается следующим ур-нием:

Для условий внутренних поверхностей ограждающих конструкций отапливаемых зданий критерии подобия объединяют

уравнением

Для определения α по уравнениям подсчитывают числовое значе­ние критериев, входящих в правую часть равенства, оп­ределяют критерий Нуссельта и из него находят α