Расчет теплообмена при естественной конвекции.

 

Рассчитать локальные значения коэффициентов теплоотдачи и значения толщин пограничного слоя на нагретой вертикальной стенке теплового двигателя высотой h, среднее значение коэффициентов теплоотдачи в зонах ламинарного и турбулентного режимов течения потока воздуха, среднее значение коэффициента теплоотдачи по всей высоте стенки.

Построить в масштабе графики изменения коэффициентов теплоотдачи и толщины пограничного слоя по высоте стенки.

Исходные данные: средняя температура поверхности стенки t_ст = 45⁰С и температура воздуха t_в = 14⁰С, высота стенки h – 1,4 м.

 

1. Определяем на какой высоте от низа стенки произойдет переход от ламинарного к турбулентному режиму теплообмена.

 

 

 

2. В зоне ламинарного движения потока определяем толщины пограничного слоя δ;и локальные значения коэффициента теплоотдачи α; по соотношениям.

Значения х принимаем равными 0,01 м; 0,25 l_кр; 0,5 l_кр; 0,75 l_кр; l_кр.

м;

м;

м;

м;

м;

 

Вт/м²К;

Вт/м²К;

Вт/м²К;

Вт/м²К;

Вт/м²К;

 

 

Полученные значения сводим в таблицу.

Таблица 3

Значения x	0,01	0,251	0,51	0,751
Значения δ	0,00646	0,0127	0,0151	0,0167	0,0179
Значения α	7,76	3,94	3,315	2,996	2,788

 

3. Определяем средний коэффициент теплоотдачи в зоне ламинарного режима течения потока:

 

, ;

 

 

4. Определяем средний коэффициент теплоотдачи в зоне турбулентного режима течения потока:

 

, ;

 

5. Определяем средний коэффициент теплоотдачи по всей стенке:

 

 

 

6. Графики изменения толщины пограничного слоя δ; и коэффициента теплоотдачи α; по высоте стенки h.