11. Закон Фурье и коэффициент теплопроводности.

Закон Фурье: Количество тепла dQ, передаваемое посредством теплопроводности через элемент поверхности dF, перпендикулярный тепловому потоку, за время dτ прямо пропорционально температурному градиенту поверхности dF и времени dτ:

Коэффициент теплопроводности λ – кол-во тепла, кот. передается за единицу времени на единицу площади поверхности при температурном градиенте (изменении температуры), равном 1.

12. Закон охлаждения Ньютона. Физич. Смысл коэффициента теплоотдачи. Движущая сила процесса теплоотдачи.

При конвекции теплота передается от движущейся жидкости (газа) к стенке (или наоборот). Такой вид переноса теплоты наз. теплоотдачей (или конвективным теплообменом).

Кол-во теплоты, переданной теплоотдачей, описывается законом охлаждения Ньютона или осн. ур-ем теплоотдачи: , где – коэф. теплоотдачи, показывающий, какое кол-во теплоты передается от теплоносителя к 1 м² поверхности стенки (или наоборот) в единицу времени при разности температур между теплоносителем и стенкой 1 град. Коэф. теплоотдачи хар-зует скорость переноса теплоты в носителе. Размерность: .

13. Дифференциальное уравнение конвективного теплообмена (уравнение Фурье - Кирхгофа).

14. Обобщённое критериальное уравнение для теплоотдачи при естественной конвекции.

15. Назовите основные критерии подобия конвективной теплоотдачи, сформулируйте их физический смысл.

1) Критерий Фурье , характеризует соотношение между конвективным переносом теплоты и теплотой, перенесённой теплопроводностью. Он является аналогом критерия гомохронности Ho и характеризует условия подобия неустановившихся процессов теплоотдачи.

2) Критерий Пекле , характеризует соотношением между интенсивностью переноса теплоты конвекцией и теплопроводностью в движущемся потоке. Критерий представляют в виде произведения двух безразмерных комплексов: . Здесь – критерий Прандтля, характеризующий подобие физических свойств теплоносителей.

3) Критерий Нуссельта , характеризует подобие процессов теплопереноса на границе между стенкой и потоком жидкости и является соотношением между плотностью конвективного потока теплоты и плотности теплового потока теплопроводности.

4) Критерий Грасгофа представляет собой определяющий критерий теплового подобия при естественной конвекции, когда движение жидкости целиком обусловлено самим процессом теплообмена.

5) Критерии , отражают геометрическое подобие (подобие основных геометрич. размеров).

16. Понятие об определяющей температуре и определяющем размере.

В числа подобия входит характерный линейный размер l, называемый определяющим размером. За определяющий размер принимают тот, который входит в условия однозначности:

1) для потока в круглой трубе: внутренний диаметр d_вн;

2) при поперечном омывании трубы: наружный диаметр трубы d_н;

3) при естественной конвекции: ширина b, длина l, или высота h поверхности;

4) при конвекции в ограниченном пространстве: ширина щели.

Определяющая температура – это температура, при кот. определяются физические св-ва жидкости в числах подобия.

1) при конвекции в неограниченном пространстве: температура половинного слоя ;

2) при течении жидкости в трубе: температура стенки или средняя температура жидкости .