Тепломассообмен. Лабейш В.Г - 7 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СЗТУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

2. Основные теоретические положения
Процессы теплообмена, связанные с движением жидкостей, соприкасающихся с
поверхностью твердых тел, получили название конвективного теплообмена. В этом
случае перенос теплоты осуществляется одновременным действием
теплопроводности и конвекции.
Различают два вида конвекции: свободную и вынужденную. Свободная
конвекция, изучаемая в данной работе, возникает вследствие разности плотностей
нагретых и холодных частиц жидкости или газа
, когда температура поверхности
тела отличается от температуры окружающей среды. Чем больше эта разность
температур, тем интенсивнее процесс свободного конвективного теплообмена.
Теплообмен зависит также от физических свойств среды, формы и положения тела и
ряда других факторов.
В основе тепловых расчетов конвективного теплообмена лежит формула
Ньютона-Рихмана:
)tt(FQ
жck
−
α
=
, (3)
где
- количество теплоты, отданное поверхностью нагрева жидкости, Вт; F -
площадь поверхности нагрева, м
k
Q
2
; t
c
- t
ж
- разность температур поверхности тела и
жидкости, К; α
- коэффициент теплоотдачи, Вт/(м
2
·К).
Коэффициент теплоотдачи
α
определяет интенсивность конвективного
теплообмена и представляет собой количество теплоты, отданное среде
поверхностью в 1 м
2
в единицу времени при разности температур между
поверхностью нагрева и средой в 1 градус.
В современном учении о конвективном теплообмене принято обрабатывать
данные эксперимента в виде безразмерных комплексов, называемых числами
подобия. Эта обработка позволяет распространять опытные данные исследуемого
явления на группу ему подобных. Примером такой обработки служит уравнение
подобия, предложенное М.
А. Михеевым для случая теплоотдачи горизонтальной
трубы при свободной конвекции воздуха:
25,0
жж,d
ж,d
)PrGr(5,0Nu = , (4)
где
ж
ж,d
/dNu λα= - число Нуссельта, позволяющее рассчитать теплообмен у
стенки трубы;
- число Грасгофа, учитывающее действие
подъемных (архимедовых) сил, возникающих при нагреве жидкости у стенки; Pr
2
жжс
3
ж,d
/)tt(gdGr ν−β=
ж
–
число Прандтля, характеризующее физические свойства окружающей среды.
Здесь
α - коэффициент теплоотдачи, Вт/(м
2
·К);
ж
ν
- кинематический
коэффициент вязкости, м
2
/с; - коэффициент теплопроводности жидкости,
ж
λ
7

Страницы