Тепломассоперенос. Цаплин С.В - 18 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СГАУ | Самара

Составители: 

Рубрика: 

жидкости и других величин. По-разному протекает процесс теплоотдачи в
зависимости от природы возникновения движения жидкости.
Различают два вида массопереноса: свободную и вынужденную кон-
векцию. В первом случае движение в рассматриваемом объеме жидкости
возникает за счет неоднородности в нем массовых сил. Если жидкость с
неоднородным распределением температуры и, как следствие,
с неодно-
родным распределением плотности находится в поле земного тяготения,
может возникнуть свободное движение под действием архимедовых сил,
противодействующих в свою очередь силам поля тяжести.
Вынужденное движение рассматриваемого объема жидкости проис-
ходит под действием внешних поверхностных сил, приложенных на его
границах, т.е. за счет предварительно сообщенной кинетической энергии
(например,
за счет работы насоса, вентилятора, ветра).
Величину коэффициента теплоотдачи можно определить из теорети-
ческого рассмотрения процесса конвективного теплообмена. Однако тео-
ретические решения возможны лишь для систем с достаточно простой
геометрией. В инженерной практике коэффициенты теплоотдачи в реаль-
ных системах вычисляются по эмпирическим формулам, полученным пу-
тем совместного использования теории размерностей и
эксперименталь-
ных данных.
В общем случае выбор физических параметров, необходимых для ре-
шения данной задачи по конвективному теплообмену, требует определенно-
го предварительного рассмотрения физического смысла процесса. Но после
того, как такие параметры установлены, теория размерностей позволяет свя-
зать их в несколько безразмерных комплексов, точная функциональная за-
висимость между которыми может
быть определена из эксперимента.
В условиях свободной, или естественной, конвекции теплоперенос к
телу или от него приводит к образованию градиентов температуры и плот-
ности, если ее температура не равна температуре тела. При свободной кон-
векции движение жидкости возникает под действием подъемных (архиме-
довых) сил, которые связаны с изменениями температуры и плотности
са-
мой жидкости. Можно показать, что для корреляции экспериментальных
данных по теплообмену в условиях естественной конвекции достаточно
иметь следующие три безразмерных критерия:
t
v
g
Gr ,
a
v
Pr ,Nu
2
3
∆β==
λ
⋅α
=
AA
,
где α, λ, v, a – соответственно коэффициенты теплоотдачи, теплопровод-
ности, кинематической вязкости и температуропроводности среды; β – ко-
эффициент объемного расширения жидкости или газа; l – определяющий
размер;
– температурный напор (разность температуры по-
верхности объекта и температуры жидкости).
fw
ttt −=∆
18

Страницы