Студопедия

Главная страница Случайная лекция


Мы поможем в написании ваших работ!

Порталы:

БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика



Мы поможем в написании ваших работ!




Основные понятия и определения. Тема 6. Конвективный теплообмен в однофазных средах

Читайте также:
  1. I. Основные принципы и идеи философии эпохи Просвещения.
  2. I. ПОНЯТИЯ ОБЩЕСТВА,ГОСУДАРСТВА И ПРАВА
  3. IFRS 13 «Оценка по справедливой стоимости»: сфера применения стандарта, методы определения справедливой стоимости.
  4. II. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ РАДИАЦИОННОЙ ОПАСНОСТИ И МЕДИЦИНСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ОТ ИХ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ОРГАНИЗМ.
  5. II. Основы определения страхового тарифа.
  6. III. Основные политические идеологии современности.
  7. IV.5. Основные тенденции развития позднефеодальной ренты (вторая половина XVII—XVIII в.)
  8. V. АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД И МАССИВОВ. ОСНОВНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА АКУСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГОРНЫХ ПОРОД
  9. V6. ОСНОВНЫЕ СЕМАНТИКО-СТИЛЕВЫЕ ОСОБЕННОСТИ ХУДОЖЕСТВЕННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ. ОБРАЗ АВТОРА
  10. Анализ технологичности изделия и деталей. Основные показатели.

Тема 6. Конвективный теплообмен в однофазных средах

 

 

Конвекция теплоты осуществляется за счет перемещения макрообъемов среды из области с одной температурой в область с другой температурой. Конвекция протекает совместно с процессом теплопроводности. Сочетание конвекции и теплопроводности, наблюдаемое в текучих средах, называют конвективным теплообменом. Поэтому плотность теплового потока при конвективном теплообмене рассчитывается по формуле:

,

где – плотность теплового потока при конвективном теплообмене, Вт/м2; – плотность теплового потока при кондуктивном (за счет теплопроводности) теплообмене, Вт/м2; – плотность теплового потока за счет конвекции текучей среды, Вт/м2; – коэффициент теплопроводности флюида, Вт/(м2·К); – градиент температур, К/м; – плотность флюида, кг/м3; – скорость движения флюида, м/с; – удельная энтальпия флюида, Дж/кг; T – температура, ºC или К.

Таким образом, для расчета теплового потока, передаваемого в неизотермической текучей среде необходимо предварительно рассчитать температурное поле и поле скорости.

 

В зависимости от причины, вызывающей движение текучей среды, различают конвекцию при вынужденном движении или вынужденную конвекцию и конвекцию при свободном движении или свободную конвекцию. При вынужденной конвекции движение текучей среды происходит под действием внешней силы – разности давлений в потоке, которую создает какое-либо транспортирующее флюид устройство, например, вентилятор, насос и т.п. При свободной конвекции движение среды происходит без приложения внешней силы, а вследствие разности плотностей различных объемов среды, которая может возникать из-за переменного поля температуры, т.к. плотность . Переменное поле температур вызывает переменное поле плотности и, вследствие этого, в поле земного тяготения происходит перемещение масс с разной плотностью ( легкие слои поднимаются вверх, тяжелые опускаются вниз). В этом случае говорят о свободной тепловой или естественной конвекции. Заметим, что переменная по объему плотность текучей среды может быть создана и путем механического перемешивания сред с различной плотностью (например, при продувке жидкой стальной ванны кислородом).

 

По интенсивности движения различают два основных режима течения: ламинарный и турбулентный. Для большинства флюидов существует и переходный от ламинарного к турбулентному режим течения.

Признаки ламинарного режима течения:

— частицы среды движутся по плавным взаимно непересекающимся траекториям;

— параметры течения (температура, скорость, давление и концентрация примесей) являются гладкими функциями координат и времени;

— процесс переноса субстанции (теплоты, импульса и массы) осуществляется за счет взаимодействия микрочастиц среды (атомов, молекул, ионов и т. п.). Поэтому коэффициенты переноса субстанции (коэффициент температуропроводности, коэффициент кинематической вязкости и коэффициент диффузии) являются физическими характеристиками вещества. Коэффициенты переноса субстанции для разных веществ определяют экспериментально и приводят в справочных таблицах в зависимости от температуры.

Признаки турбулентного режима течения:

— частицы среды движутся по сложным, ломаным, взаимно пересекающимся траекториям;

— параметры течения (температура, скорость, давление и концентрация примесей) являются пульсирующими функциями координат и времени;

— процесс переноса субстанции (теплоты, импульса и массы) осуществляется за счет взаимодействия макрообъемов среды (турбулентных молей). Поэтому коэффициенты переноса субстанции (коэффициент температуропроводности, коэффициент кинематической вязкости и коэффициент диффузии) зависят от самого режима и не являются физическими характеристиками вещества. Коэффициенты турбулентного переноса субстанции рассчитывают по, так называемым, полуэмпирическим моделям турбулентности, изучение которых выходит за рамки нашего краткого курса.

 

Существование ламинарного или турбулентного режима течения зависит от соотношения двух сил, действующих в текучей среде: силы инерции ()и силы трения (). При условии имеет место ламинарный режим течения и, соответственно, наоборот, при – турбулентный режим.

 


<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Тепловая изоляция | Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена

Дата добавления: 2014-03-11; просмотров: 435; Нарушение авторских прав




Мы поможем в написании ваших работ!
lektsiopedia.org - Лекциопедия - 2013 год. | Страница сгенерирована за: 0.007 сек.