Обеспечение тепловых режимов в конструкциях радиоэлектронных средств. Бородин С.М. - 33 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

33
Теплопередача конвекцией происходит в среде газа, воздуха или жидкостей,
соприкасающихся с нагретыми или охлажденными поверхностями твердого тела.
Процесс теплопередачи определяется законом Ньютона.
)ТТ(SQ
снккк
−α=
, (2.4)
где Q
к
– количественное значение теплового потока;
α
к
– коэффициент теплопередачи конвекцией, Вт/(м
2
·К);
Т
н
, Т
с
– температуры нагретого тела и окружающей среды, К;
S
к
– площадь теплоотводящей поверхности, м
2
.
Различают конвекцию свободную (естественную) и принудительную.
Свободная конвекция имеет место при нагреве частиц газа или жидкости,
находящихся в непосредственном контакте с нагретым телом, и их естественном
перемещении вверх за счет изменения плотности в сравнении с плотностью более
холодных частиц. Таким образом, нагретые частицы постоянно заменяются более
холодными, отчего происходит непрерывное перемешивание среды.
Искусственная конвекция относится к принудительному виду охлаждения и
происходит за счет интенсивного перемешивания теплонесущей среды или меха-
нического замещения ее.
Для случая свободной конвекции коэффициент теплопередачи может быть
представлен как функция
α
к
= f(Т
н
, Т
с
, β, λ, с
р
, υ, a, g , ф), (2.5)
где Т
н
– температура нагретой поверхности твердого тела, К;
Т
с
– температура охлаждающей среды, К;
β – коэффициент объемного расширения среды, 1/К;
λ – коэффициент теплопроводности среды, Вт/(м·К);
с
р
– удельная теплоемкость среды, Дж/(кг·К);
υ – коэффициент кинематической вязкости среды, м
2
/с;
a – коэффициент температуропроводности жидкости, м
2
/с;
g – ускорение силы тяжести, м
2
/с;
ф – размер охлаждаемого тела и состояние поверхности.
Число параметров велико, поэтому конвективные коэффициенты теплопере-
дачи удобнее определять с помощью критериальных уравнений, связанных с ука-
занными параметрами.
Критерий Нуссельта – безразмерный коэффициент теплопередачи, характе-
ризует процесс теплообмена в пограничном слое между твердым телом и окру-
жающей средой:
Nu = α
к
l
о
/λ, (2.6)

Страницы