10. Раўнанні падобнасці (крытэрыяльныя раўнанні) канвектыўнага цеплаабмену. Вызначальпы памер і вызначальная тэмпература.

Определяющий размер, определяющая температура

В числа подобия (Nu, Re, Pe, Gr) входит линейный размер l₀. Теория подобия не дает однозначного ответа на вопрос, какой размер должен быть принят за определяющий, т.е. за масштаб линейных размеров. Если в условия однозначности входит несколько размеров, за определяющий принимается тот, который в наибольшей мере влияет на процесс и удобен в расчетной практике (например, диаметр трубы, диаметр обтекаемого цилиндра, продольная координата и др.). В ряде случаев в качестве определяющего размера принимается не геометрическая характеристика теплообменной поверхности, а характерный параметр потока или составленный из разнородных физических величин комплекс, имеющий размерность длины.

Теория подобия не дает универсальных рекомендаций к выбору определяющей температуры - температуры, при которой выбираются физические свойства теплоносителя, входящие в числа подобия. Целесообразно в качестве определяющей использовать температуру, которая задается в условиях практических задач или наиболее полно отражает особенности состояния теплоносителя и процесса теплообмена и может быть легко вычислена. В соответствии с второй теоремой подобия критерии, определяемые из системы дифференциальных уравнений, описываются и критериями. получаемыми из уравнений являющихся решение дифференциальных уравнений. Поэтому на основании полученных нами чисел подобия мы можем составить уравнение подобия конвективного теплообмена, решая которые, можно найти α(α входит в Nu). В наиболее общем виде оно запишется так:

Nu=f(H₀;Gr;Re;F₀;Pe;l/l₀) (1)

Как вы видите, уравнение подобия, на ряду с числами подобия, входит симплекс подобия l/l₀  , который характеризует отношение одноименных величин (делает их безразмерными, как и все числа подобия). В данном случае симплекс l/l₀характеризует геометрическое подобие. Входящие сюда числа Гомохромности H_o;F_oФурье характеризуют не стационарность процессов. Однако, наибольший интерес для практики представляет определение αв установившемся, т.е стационарном режиме   и   и числа H_o;F_oотсутствуют. В дальнейшем мы с вами будем рассматривать уравнение подобия для стационарных режимов: Nu=f(Gr;Re;Pe;l/l_o) (2) или учитываем, что Pe=Re∙Pr имеем

Nu=f(Gr;Re;Pr;l/l_o) (2а)

В некоторых случаях уравнение подобия конвективного теплообмена может еще более упроститься. Например, при вынужденном турбулентном движении. Когда движение идет за счет работы насоса или вентилятора. Можно пренебречь влиянием на конвективный теплообмен числа Грасгофа , характеризующего свободную конвекцию (за счет разности ρ). Тогда уравнение подобия примет вид:

Nu=f(Re;Pr;l/l_o) (3)

Для газов, для которых Pr=const, уравнение подобия вынужденного движения еще более упрощается

Nu=f(Re;l/l_o) (3а)

При свободном движении, когда отсутствует вынужденная конвекция (нет насосов и вентиляторов) уравнение (2а) можно пренебречь числом Re :

11. Інтэгральныя раўнанні памежнага слоя: раўнанне імпульсаў Кармана і раўнанне цеплавых плыняў Кружыліна.

12. Цеплааддача пры вымушаным руху ўздоўж плоскай паверхні і ламінарным памежным слоі.

13. Пераход ламінарнага памежнага слоя у турбулентны.

14. Цеплааддача пры вымушаным руху ўздоўж плоскай паверхні і турбулентным памежным слот