Теплотехника. Батуев Б.Б - 18 стр.

ти очень большое число опытов для определения влияния на       где A, п, т, v — коэффициенты, определяемые на основе
α каждого из факторов. При этом полученный результат бу-       экспериментальных данных.
дет пригоден только для объекта, на котором проводится              Последнее выражение представляет собой критери-
эксперимент.                                                   альное уравнение (уравнение подобия) в самом общем виде.
      Теория подобия допускает проведение опытов не на         Это уравнение является полуэмпирическим, так как оно по-
натуральном объекте, а на его модели, в результате опыта       лучено на основе общих теоретических соображений, а ко-
позволяет распространять не все подобные явления. Кроме        эффициенты, входящие в него, находятся из опыта. Имея
того, базируясь на системе дифференциальных уравнений          уравнение подобия, находят определяемый критерий Nu, а
конвективного теплообмена, теория подобия четко опреде-        по нему искомое значение коэффициента теплоотдачи
ляет условия подобия физических явлений и процессов.               Nu ⋅ λ
                                                               (α=          ). После того как найден коэффициент теплоот-
Теория подобия — теория эксперимента. Нужно хорошо ра-                l
зобраться в материале учебника, посвященном основам тео-       дачи α, нетрудно рассчитать тепловой поток по формуле
рии подобия, и принять суть трех теорем подобия. Усвойте       Ньютона — Рихмана.
принцип получения критериев подобия конвективного теп-              Для условий теплообмена общее критериальное урав-
лообмена из дифференциальных уравнений, описывающих            нение упрощается, например, при вынужденном движении
этот процесс. Запомните, что определяющие критерии ста-        жидкости по трубе Gr → l и Nu = A • Re n • Рг m •
ционарного конвективного теплообмена (Re, Pr, Gr) состав-
                                                               (Prж/Prст) 0.25 , а при свободной конвекции Re → 1 и Nu = A1
лены из параметров, входящих в условия однозначности, а
определяемый критерий (Nu) наряду с параметрами, входя-        Gr n • Рг m • (Ргж/Ргст)0..25. Поймите необходимость введе-
щими в условия однозначности, включает в себя численное        ния в критериальное уравнение множителя (Рrж/Ргст) 0.25 ,
значение коэффициента теплоотдачи α.                           который учитывает влияние на критерий Nu, а следователь-
      Уясните значение второй теоремы подобия, позво-          но, и на α направления теплового потока при теплоотдаче
ляющей для подобных явлений записать общее решение             (нагревание или охлаждение жидкости). Уясните физиче-
системы дифференциальных уравнений конвективного теп-          ский смысл основных критериев (Nu, Re, Pr, Gr) и при рас-
лообмена (не решая ее) в виде функции критериев подобия        четах применяйте те критериальные зависимости, которые
вида /(Nu, Re, Pr, Gr) = 0. Уравнение получается строго тео-   соответствуют конкретному виду задачи.
ретически на основании теории подобия. Для перехода к          Литература: [I], с. 348—385, 388—391, 394—401.
практике допускают, что полученное общее решение может
быть записано в виде                                           Вопросы для самопроверки
                                                               1. Что такое свободная и вынужденная конвекция? 2. Что
         Nu == А • Re n • Pr m • Gr v • (Ргж/Ргс,) 0.25
                                                               такое динамический пограничный слой и тепловой погра-
                                                               ничный слой? Какая между ними связь? 3. Что называется