§27. Теплоотдача при свободной конвекции

§27.1. Неограниченный объем

t_c

y пс

const

y W=0

t_ж=const



Теплофизические принципы

1. Рассмотрение СДУКТО для вынужденного теплообмена возможно по отдельности, для естественной конвекции уравнение энергии и конвекции сопряжены

2. Температура в пограничном слое описывается полиномом 3-ей степени, а скорость - полиномом 2-ой степени

Nu_ср = 0‚5 Ra^0‚25Pr^0‚33

Nu_ср = Nu _{  const}

Ra - число Рейлея RaGrPr Gr  gυ_сl³/² Pr  /a

§27.2. В ограниченном объеме

t_c2

1.t_с2 > t_с1

 Естественной конвекции нет; этот случай используют для

определения теплофизических свойств жидкости.

t_c1 q = _жt_С2t_С1/

 – толщина зазора.

2. t _с2<t_с1

ячейки Бенара q = _эквt_С1t_С/

t₁>t₂

эквивалентная теплофизичность = собственная теплопроводность + конвекция

_к  _экв_ж   _экв

§28. Отдельные задачи конвективного теплообмена

§28.1. Понятие сплошной среды

Все предыдущие разделы конвекции, в том числе СДУКТО базируются на понятии континуума, или на континуальных представлениях

Континуум обозначает, что текучая среда не имеет никакого дискретного строения, и все теплофизические свойства с такой среде описываются непрерывной функцией.

Понятие «континуум» не справедливо:

1. Если среда очень разрежена (разреженный газ).

Разреженность определяется по отношению к размерам тела, с которым среда взаимодействует, если средняя длина свободного пробега тела l_м ~ l, то нельзя принимать понятие «континуум», если l_м < l, то можно принимать понятие «континуум». Одна и та же среда будет вести себя по-разному с телами различных размеров.

2. Течение газа с большими скоростями.

При движении газа с большими скоростями (около скорости звука и больше) добавка которую дает кинетическая энергия не может не учитываться.

1 2

Если в сечении 2 произошло полное торможение, т.е. остановка газа, то всю свою энергию он передает среде W₂=0, T_т–температура торможения

3. Теплоотдача жидких металлов.

Жидкометаллические теплоносители Na‚ K ‚Bi ‚Li применяются в основном в ядерной энергетике. Они позволяют отводить большие тепловые потоки при высокой температуре без повышения давления. Особенность теплообменников заключается в высокой теплопроводности.

4. Сверхкритическое состояние вещества.

При переходе через критическое состояние все теплофизические свойства (теплопроводность, теплоемкость, вязкость и др.) изменяются очень резко по кривой с максимумом.

с в-ва

ж -ти c_p





Вывод: В области критичности СДУКТО применять нельзя.