Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Обобщенное уравнение подобия конвективного теплообмена




Стационарная конвективная теплоотдача в общем случае описывается следующим уравнением подобия:

Nu = C×Rem ×Grp×Prn × . (6)

Числа подобия, составленные только из заданных величин математического описания задачи, называются определяющими критериями подобия
(Re, Pr и Gr). Критерий подобия Нуссельта, содержащий неизвестную величину – коэффициент теплоотдачи, называется определяемым.

Число Нуссельта, или критерий теплоотдачи, характеризует соотношение тепловых потоков, передаваемых конвективным теплообменом и теплопроводностью по нормали на границе твердое тело – жидкость:

Nu = , (7)

где – определяющий линейный размер (диаметр, длина и т.п.), м; λ – коэффициент теплопроводности жидкости, Вт/(м.К).

Число Рейнольдса – критерий гидродинамического подобия, характеризуется соотношением сил инерции и молекулярного трения (вязкости):

 

Re = = , (8)

где w – скорость движения жидкости, м/с; r – плотность жидкости, кг/м3; n, m – кинематический и динамический коэффициенты вязкости, м2/с и Па×с;

Число Грасгофа характеризует соотношение подъемной силы, возникшей вследствие разности плотностей нагретых и холодных объемов жидкости и силы молекулярного трения:

Gr = , (9)

где g – ускорение свободного падения, м2/с; β – температурный коэффициент объемного расширения, К-1.

Число Прандтля характеризует теплофизические свойства жидкости и их влияние на конвективный теплообмен:

Pr = = , (10)

где а – коэффициент температуропроводности жидкости, м2/с; ср – удельная массовая изобарная теплоемкость жидкости, Дж/(кг.К).

Теплофизические свойства жидкостей, входящие в выражение чисел подобия, зависят от температуры. Поэтому для определения численных значений критериев подобия в каждом уравнении подобия указывается температура, при которой выбираются теплофизические характеристики.

Число Прандтля Prс –характеризует теплофизические свойства жидкости при температуре поверхности твердого тела.

Введение температурной поправки на изменение теплофизических свойств: в уравнении подобия (6) для капельных жидкостей позволяет использовать эти уравнения при любом направлении теплового потока (от поверхности твердого тела к жидкости и наоборот). Если в теплообмене принимает участие газ (некапельная жидкость) температурная поправка равна единице.

Линейный размер , существенно влияющий на развитие процесса конвективного теплообмена, называется определяющим. Для конкретного уравнения подобия конвективного теплообмена определяющий линейный размер указывается отдельно.







Дата добавления: 2015-09-04; просмотров: 155. Нарушение авторских прав

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2017 год . (0.004 сек.) русская версия | украинская версия