- •МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ
- •Конвективный теплообмен – это совместный перенос теплоты теплопроводностью и конвекцией. Конвекция может иметь
- •В качестве теплоносителей в настоящее время применяют воздух и другие газы, воду, масла,
- •где - коэффициент динамической вязкости, размерность которого из предыдущей формулы:
- •При свободной (естественной) конвекции существенное значение имеет коэффициент объемного (температурного) расширения жидкости, 1/К:
- •Гидродинамический пограничный слой – это тонкий слой жидкости у поверхности, в котором скорость
- •Конвективная теплоотдача существенно зависит от режима движения жидкости (ламинарный, турбулентный). При ламинарном (слоистом)
- •Толщиной пограничного слоя принято считать такое расстояние от поверхности, на котором скорость жидкости
- •По аналогии с гидродинамическим пограничным слоем вводится понятие теплового пограничного слоя, как тонкого
- •Толщина теплового пограничного слоя - «k».
- ••Для определения коэффициента теплоотдачи α для различных случаев конвективного теплообмена предложено несколько эмпирических
- •Критерий Рейнольдса Re – критерий режима движения жидкости.
- •Число Рейнольдса
- •Число Грасгофа
- •Число Нуссельта
- •Число Прандтля
- •• В общем случае конвективного теплообмена критериальная зависимость имеет
- •Теплоотдача при свободном движении происходит при обогреве помещений, в котельных агрегатах с естественной
- •Теплоотдача при свободном движении в неограниченном пространстве
- ••Свободный теплообмен возникает в неравномерно нагретом газе или жидкости, находящихся как в ограниченном,
- •Свободное движение у вертикальных поверхностей может быть как ламинарным, так и турбулентным.
- ••При малых значениях температурного напора вдоль всей поверхности наблюдается ламинарное движение жидкости.
- ••В неограниченном пространстве могут быть три режима движения жидкости:
- ••Переход из 1 в 3 происходит по мере прогрева жидкости и утолщения в
- ••На участке 1 вследствие увеличения толщины пограничного слоя термическое сопротивление его возрастает и
- ••Для определения коэффициента конвективной
- •Значение констант C и m в уравнении
- ••Уравнение (1) применимо для тел любой формы при омывании их любыми капельными жидкостями
- ••На рисунке показан характер свободного движение жидкости около горячих горизонтальных труб.
- •Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве
- ••С целью упрощения расчета сложный процесс теплообмена заменяют теплопроводностью путем введения понятия эквивалентного
- ••Влияние конвекции учитывается коэффициентом конвекции, представляющим
•Уравнение (1) применимо для тел любой формы при омывании их любыми капельными жидкостями и газами при Pr ≥ 0,7.
•За определяющую температуру принимают среднюю температуру пограничного слоя
tm 0,5 t'п t'ст ,
• За определяющий геометрический размер:
для труб и шаров – их диаметр;для плоских стенок – их высоту.
•На рисунке показан характер свободного движение жидкости около горячих горизонтальных труб.
•У труб малого диаметра восходящий поток сохраняет ламинарный режим даже вдали от трубы.
•При большом диаметре переход в турбулентный режим может происходить в пределах поверхности самой трубы.
Теплоотдача при свободном движении в ограниченном пространстве
Теплоотдача в замкнутом ограниченном пространстве не может развиваться свободно, поэтому условия теплообмена в этом случае определяются формой и размерами пространства.
Рассчитывать такой теплообмен очень трудно.
•С целью упрощения расчета сложный процесс теплообмена заменяют теплопроводностью путем введения понятия эквивалентного коэффициента теплопроводности
Q ,эк t F
где δ – толщина (ширина) замкнутого пространства.
•Влияние конвекции учитывается коэффициентом конвекции, представляющим
собой отношение эквивалентного коэффициента теплопроводности λэк к обычному коэффициенту теплопроводности λ той же среды при средней ее температуре:
эк f Gr,Pr .
к
•В приближенных расчетах при (GrжPrж) > 103 принимают:
к 0,18 Gr Pr 0,25.
• После этого определяются |
|
|
к |
|
q |
эк |
t |
|
эк и |
|
|
|
