63. Физический смысл тепловых критериев Нуссельта и Прандтля. Назовите примерные численные значения критерия Прандтля для газов и капельных жидкостей.

Критерий Нуссельта Nu характеризует соотношение между количеством теплоты, переносимой совместно конвекцией и теплопроводностью, к количеству теплоты передаваемой только теплопроводностью, и характеризует подобие процесса переноса тепла вблизи границы раздела фаз или у стенки.

Критерий Прандтля Pr - мера соотношения между толщиной гидродинамического пограничного слоя и толщиной теплового пограничного слоя .

Для капельных жидкостей , уменьшается с увеличением температуры.

Для газов , зависит только от атомности газа.

64. Как определяется количество теплоты, передаваемой лучеиспусканием при взаимном излучении двух тел?

Количество тепла , передаваемого посредством излучения от более нагретого твердого тела с температурой к менее нагретому с температурой , определяется по уравнению:

где – поверхность излечения; – время; – коэффициент взаимного излучения; – средний угловой коэффициент.

Коэффициент взаимного излучения где – приведенная степень черноты, равная произведению степеней черноты ; – коэффициент лучеиспускания абсолютно черного тела.

Если тело, излучающее тепло, заключено внутри другого тела, то .

Чтобы ослабить лучистый теплообмен между телами или организовать защиту от вредного влияния сильного излучения, используют перегородки, изготовленные из отражающих материалов.

65. Уравнения тепловых балансов при изменении и без изменения фазового состояния систем.

Пусть массовый расход более нагретого теплоносителя , его энтальпия на входе в аппарат ; , где – удельная теплоемкость, соответствующая средней арифметической температуре.

Если агрегатное состояние изменяется, что – удельной теплоте парообразования.

Аналогично для более холодного теплоносителя. Тогда уравнение теплового баланса принимает вид:

	– без фазового перехода
	– с фазовым переходом

66. Напишите уравнения теплопередачи и теплоотдачи. Что является движущими силами этих процессов? Каковы единицы измерения и физический смысл коэффициентов теплоотдачи и теплопередачи?

Теплопередача – сложный процесс, включающий перенос тепла из ядра потока горячего теплоносителя к стенке (границе раздела), перенос тепла через стенку (границу раздела) и перенос тепла от стенки (границы раздела) в ядро потока холодного теплоносителя

Основное уравнение теплопередачи

где – тепловой поток в процессе теплопередачи, , – поверхность теплообмена,

– средняя движущая сила , – коэффициент теплопередачи,

Коэффициент теплопередачи показывает, какое количество теплоты переходит в единицу времени от более нагретого к менее нагретому теплоносителю через 1 м2 теплообменной поверхности при разности температур между теплоносителями в 1 градус.

В процессе теплопередачи теплоносители могут изменять свою температуру вдоль поверхности теплообмена (при нагреве или охлаждении) или температура может оставаться постоянной (процессы кипения или конденсации при постоянном давлении).

Уравнение для описания теплоотдачи было экспериментально получено Ньютоном. Он установил, что скорость переноса теплоты пропорциональна разности температур между ядром потока теплоносителя и температурой на стенке.

где – тепловой поток в процессе теплопередачи, , – поверхность стенки,

–поверхность стенки , – коэффициент теплоотдачи,

Коэффициент теплоотдачи α показывает, сколько теплоты в единицу времени передается через единицу поверхности из ядра потока к разделяющей теплоносители стенке (или наоборот - от стенки в ядро потока) при разности температур между ядром потока и стенкой в 1 градус.

Использование этой зависимости для расчета теплоотдачи на практике достаточно сложно, т.к. неизвестна температура стенки.

*(Величина коэффициента теплоотдачи α зависит от множества параметров: скорости движения теплоносителя, геометрических размеров аппарата, физическо- химических свойств (плотности, вязкости, теплоемкости и теплопроводности теплоносителя), состояния поверхности и т.д. Получить значения коэффициента теплоотдачи аналитически, решая уравнения, описывающие теплообмен, затруднительно. Поэтому, также как и в гидравлике, приходится применять теорию подобия, обобщая опытные данные в виде критериальных зависимостей для типовых случаев теплоотдачи).

Движущая сила процесса – изменение температуры.