§ 7.5. Свободная конвекция в стесненных условиях (внутренняя задача)

В условиях, изображенных на рис.7.6, при соотношении температур t_c1 > t_ж > t_c2, если b > _max, расчет необходимо выполнять по формуле для вертикальных пластин. Здесь _max - толщина пограничного слоя.

Е

Рис.7.6. Рис.7.7.

сли b  _гидр.max (полуширина зазора меньше толщины пограничного слоя), то возникают зоны циркуляции согласно рис.7.7 и расчет ведется согласно формулам для горизонтального щелевого зазора.

Горизонтальный кольцевой зазор

В горизонтальных кольцевых зазорах в зависимости от соотношения температур на поверхностях t_с1 и t_c2 могут возникнуть две различные картины циркуляции среды (рис.7.8).

Рис.7.8,а относится к случаю, когда температура t_c1 > t_c2, на рис.7.8,б п

Рис.7.8.

риведен случай, когда t_c1 < t_c2. В этих случаях за определяющий размер в

расчетных формулах следует принимать .

Р

Рис.7.9.

Таблица 7.2

Gr  Pr	C	n
103 - 106 106 - 1010	0,105 0,4	0,3 0,2

асчет коэффициента теплоотдачи в горизонтальных щелевых зазорах проводится как расчет по теплопроводности среды, , где эквивалентное значение _э может быть рассчитано из формулы и табл.7.2 для условия t_c1 < t_c2 (рис.7.9,б). Для условия t_c1 > t_c2 принимают _э = _ж, т.е. в этом случае отсутствует конвекция и мы имеем случай чистой теплопроводности.

Контрольные вопросы

1. Чем определяются особенности теплообмена при свободной конвекции у тел различной формы в стесненных условиях (кольцевых и плоских зазорах и щелях)?

2. Почему при расчете теплоотдачи через газовую прослойку часто используют не коэффициент теплопроводности газа, а эквивалентный коэффициент теплопроводности?

Общие контрольные вопросы к главе 7

1. Выявить особенности течения и поведения коэффициента теплоотдачи по длине пластины в двух случаях: вынужденная и свободная конвекция вдоль вертикальной пластины.

2. Что такое кинематическое подобие процессов и что является критерием этого подобия при естественной и вынужденной конвекциях?

3. Вычислить для стационарного теплового режима мощность нагревателя, находящегося внутри вертикального цилиндрического реактора с плоскими торцевыми крышками, при условии, что реактор охлаждается естественной конвекцией.

4. Рассчитать теплообмен для условий тонкой нити, расположенной поперек газового потока, по которой течет ток.

5. Показать разницу в расчетах тепловых потерь от цилиндрического токоввода, охлаждаемого свободным потоком газа, для двух вариантов: горизонтального и вертикального расположения.

6. Составить последовательность расчета потерь тепла от цилиндрического горизонтального реактора с плоскими торцевыми крышками, охлаждаемого свободным потоком воздуха.

93