Тема 6 Основные вопросы методологии эксперимента

Программа.

Осреднение коэффициентов теплоотдачи. Осреднение температуры жидкости по сечению и длине канала. Осреднение частного температурного напора по длине канала. Выбор определяющих размеров и температур. Обобщение опытных данных. Получение эмпирических уравнений.

Лиетратура: [1,гл.6]

Методические указания.

В связи с неопределенностью формулы Ньютона-Рихмана в отношении того, что принимать за tж, возникает необходимость в дополнительном указании, какой из возможных вариантов задания tж выбран в каждом конкретном исследовании. В зависимости от выбора tж как определяющей температуры зависит и коэффициент теплоотдачи (см. приложение 2).

Вопросы для самопроверки.

6.1. Верно ли, что зависимость коэффициента теплоотдачи ά от температуры представлена в таблицах теплофизических свойств веществ наряду с λ, а и другими величинами? (Да, нет).

6.2. Могут ли быть одинаковыми значения среднеинтегрального (по поверхности) коэффициента теплоотдачи и среднего коэффициента теплоотдачи, полученного делением теплового потока на среднеинтегральный (по поверхности) перепад температур в пограничном слое? (Да, нет).

6.3. Может ли среднелогарифмический температурный напор превышать все местные температурные напоры на участке осреднения? (Да, нет).

6.4. Верно ли, что в качестве определяющего размера может быть взят любой линейный размер, введенный в состав условий однозначности? (Да, нет).

6.5. Верно ли, что в качестве определяющей температуры может быть взята любая температура, введенная в условия однозначности? (Да, нет).

6.6. Всегда ли одинаковы обозначения (и способы вычисления) определяющих температур при расчете местного (ά) и при расчете среднего (ά) коэффициентов теплоотдачи? (Да, нет).

6.7. Существуют ли процессы конвективной теплоотдачи, при которых числовые значения определяющих температур илибольше, чемtс? (Да, нет).

6.8. Всегда ли tс<tm<tж в процессах конвективной теплоотдачи при отводе теплоты от несжимаемой жидкости? (Да, нет).

6.9. Всегда ли tс<tm<tж в процессах конвективной теплоотдачи при отводе теплоты от несжимаемой жидкости? (Да, нет).

6.10. Всегда ли в процессах конвективной теплоотдачи от несжимаемой жидкости при температуре стенки tс=const начальный температурный напор Δt1 больше среднего Δt? (Да, нет).

6.11. Можно ли по величине среднего температурного напора вычислить начальный Δt1 и конечный Δt2 температурных напоров? (Да, нет).

6.12. Можно ли по значениям начального Δt1 и конечного Δt2 температурных напоров вычислить средний температурный напор Δt? (Да, нет).

Тема 7 Теплоотдача при вынужденном продольном омывании плоской поверхности

Программа.

Некоторые сведения о характере вынужденного и неизотермического течения вдоль плоской поверхности; гидродинамический и тепловой пограничные слои и методы их расчета. Факторы, влияющие на режим течения в пограничном слое. Соотношения толщин гидродинамического и теплового пограничных слоев. Влияние переменности физических параметров и температуры поверхности на теплоотдачу. Расчетные уравнения. Расчет теплоотдачи при одновременном наличии ламинарного и турбулентного пограничных слоев.

Литература: [1,гл.7]

Методические указания.

Выбор плоской поверхности теплообмена в качестве первого объекта для изучения процесса теплообмена обусловлен тем, что аналитическое описание явлений в пограничном слое вблизи плоской поверхности более простое, чем вблизи поверхностей криволинейной формы. В частности, при ламинарном течении удается определить соотношение между толщинами теплового и гидродинамического слоев, зависящие только от числа Pr, а также построить без помощи опытов безразмерное уравнение теплообмена, включая и числовые коэффициенты уравнения.

При выводе формулы (7-28) [1, с.170] полезно иметь в виду, что в учебнике опущено промежуточное вычисление, , поскольку было принято, чтоPr=/a=1.

Вопросы для самопроверки.

7.1. Верно ли, что толщина ламинарного гидродинамического пограничного слоя возрастает линейно с расстоянием от переднего края пластин? (Да, нет).

7.2. Зависит ли отношение толщин теплового и гидродинамического пограничных слоев при ламинарном движении от физических свойств жидкости? (Да, нет).

7.3. Верно ли, что зависимые числа подобия Nux и Nul в одинаковой степени зависят от x? (Да, нет).

7.4. Может ли значение поправочного множителя (Prж/Prс)0,25 на изменение температуры по толщине пограничного слоя зависеть от значения и направления теплового потока через слой? (Да, нет).

7.5. Зависит ли величина Reкр1 Reкр2 от степени турбулентности Tu набегающего потока? (Да, нет).

7.6. Зависит ли значение вязкого подслоя при турбулентном течении от кинематического коэффициента вязкости? (Да, нет).

7.7. Является ли однородной структура турбулентного пограничного слоя за пределом вязкого подслоя? (Да, нет).

7.8. Включен ли в состав числа Стантона определяющий размер? (Да, нет).

7.9. Зависит ли число Стантона при турбулентном течении вдоль пластины от физических свойств жидкости? (Да, нет).

7.10. Верно ли, что Nuж,x при турбулентном течении вдоль пластины тем больше, чем выше скорость обтекания? (Да, нет).

7.11. Являются ли коэффициенты теплоотдачи, вычисляемые по теоретической формуле (7-39) [1], средними значениями коэффициента теплоотдачи по длине пластины x? (Да, нет).

7.12. Верно ли, что при наличии на передней части пластины ламинарного пограничного слоя формула (7-39) [1] дает завышенные локальные значения коэффициента теплоотдачи? (Да, нет).