- •Оглавление
- •Предисловие
- •1. Теплопроводность
- •1.1 Основной закон теплопроводности
- •Стационарная теплопроводность плоской стенки
- •Однородная стенка
- •1.2.2. Многослойная стенка
- •Стационарная теплопроводность цилиндрической стенки
- •Однородная стенка
- •1.3. 2 Многослойная стенка
- •1.3. 3 Упрощение расчетных формул (дополнительные сведения)
- •Стационарная теплопроводность шаровой стенки (дополнительные сведения)
- •Стационарная теплопроводность тел неправильной формы
- •1.6 Нестационарная теплопроводность
- •1.6.1 Общие понятия
- •1.6.2 Нагрев тел с равномерным температурным полем – «термически тонких тел»
- •1.6.2.1 Тепло на поверхность передается конвекцией.
- •1.6.3. Нагрев тел с неравномерным температурным полем. (термически массивных тел)
- •1.6.3.1 Нагрев при постоянной температуре поверхности
- •1.6.3. 2 Нагрев при постоянной плотности теплового потока через поверхность
- •1.6.3.3 Нагрев при передаче тепла конвекцией от среды с постоянной температурой
- •2 Конвективный теплообмен
- •2.1. Основные положения конвективного теплообмена
- •2. 2. Пограничный слой и уравнение теплообмена на границе раздела
- •2. 3. Дифференциальное уравнение теплопередачи конвекцией
- •2.4 Подобие и моделирование процессов конвективного теплообмена
- •2. 5 Моделирование процессов конвективного теплообмена
- •2. 6 Физический смысл критериев теплового подобия
- •2.7 Теплопередача конвекцией при свободном движении
- •2. 8 Теплопередача конвекцией в вынужденном потоке
- •2. 9 Теплообмен при продольном обтекании плиты, прямоугольного параллелепипеда
- •2.10 Значение теплопередачи конвекцией в нагревательных печах
- •3 Лучистый теплообмен
- •3.1 Общие положения
- •3.2 Основные понятия
- •3.3 Законы теплового излучения для условия равновесной среды
- •3.4 Лучистый теплообмен между двумя серыми телами
- •3.4.1 Две небольшие и далекие поверхности
- •3.4.2 Лучистый теплообмен между двумя телами,
- •3.5 Лучистый теплообмен в замкнутой системе тел
- •3.6 Теплообмен излучением при установке экранов
- •3.7 Излучение через отверстие в печных стенах
- •3.8 Теплообмен между газами и твердыми телами
- •3.8.1 Особенности излучения газов и паров
- •3.8.2 Уравнение переноса лучистой энергии
- •3.9 Лучистый теплообмен между газом и окружающими его стенками
- •3.10 Излучение факела пламени и карбюрация
- •3.11 Лучистый теплообмен одновременно с конвекцией
- •Перечень ссылок
2. 9 Теплообмен при продольном обтекании плиты, прямоугольного параллелепипеда
В работе нагревательных устройств большое значение имеет теплообмен при продольном обтекании плиты и прямоугольного параллелепипеда. Теплоотдача плиты при продольном обтекании ее потоком воздуха может быть описана уравнением:
В области Rе =30000-85000
Nu = 0,031
В области
Rе < 30000
Nu = 9,3
Опыты проводились по выявлению угла атаки на теплоотдачу, результаты которых могут быть представлены уравнением
Nu = с Rеп,
где с и п зависят от угла, атаки (табл.3). Из этих данных видно, что с увеличением угла, атаки теплоотдача возрастает.
Таблица 3 Зависимость коэффициентов с и п от угла атаки
φ |
30о |
60о |
90о |
|||
Rе |
9000 20000 |
20000 85000 |
9000 20000 |
20000 85000 |
9000 20000 |
20000 85000 |
п |
0,26 |
0,59 |
0,40 |
0,57 |
0,40 |
0,57 |
с |
9,20 |
0,363 |
2,75 |
0,519 |
2,85 |
0,55 |
На основании опытов было также установлено, для случая набегания потока на. грань параллелепипеда
Nu = 0,220 Rе0,62 (104)
Для случая набегания потока на ребро параллелепипеда
Nu =0,412 Rе0,55 (105)
2.10 Значение теплопередачи конвекцией в нагревательных печах
Большое значение для рабочего пространства нагревательных печей имеет конвекция при температурах в печи ниже 600-700°С и средней скорости потока газов, омывающих поверхность нагрева, больше 5м/сек. В остальных случаях, за исключением нагрева в жидких средах, она имеет вспомогательное значение. Однако для всех видов газо- и воздухонагревателей имеет первостепенную важность. Особое значение конвективная составляющая имеет при охлаждении металла после обработки давлением или термообработок, Дело в том, что весь технологический цикл включает не только процесс нагрева, но и охлаждения.
Для ориентировочных расчетов необходимо также знать пределы изменения коэффициента теплоотдачи конвекцией при разных условиях (табл.4)
Таблица 4 Пределы изменения коэффициента теплоотдачи
конвекцией при различных условиях
п/п |
Условие теплообмена
|
Пределы изменения коэффициентов теплоотдачи, Вт/м2град |
1
2
3
4
5 |
Для газов при естественной конвекции Для воды при естественной конвекции Для газов при движении в трубах и каналах или между трубами Для воды при движении в трубах При кипении воды (пузырчатое) |
6 -116
116 -1160
12 350
600 -11600
2320 -46400
|