Основные законы теплового излучения и конвективного теплообмена
Виды конвекции тепловое излучение конвективный теплообмен Различают вынужденную конвекцию и свободную, или естественную. Вынужденная конвекция обусловлена внешними причинами, например, действием вентилятора, насоса, компрессора и т.д. Свободная конвекция обусловлена самим процессом тепло- или массообмена, а именно силами, возникающими вследствие неоднородности поля плотности, что в свою очередь связано с неоднородностью поля температур (при теплообмене) или концентраций (при массообмене). Конвективная теплоотдача играет важную роль при нагреве материалов в низкотемпературных печах, иногда и в высокотемпературных (например, в колпаковых печах для нагрева рулонов). Вынужденная конвекция основную роль играет, как правило, в рабочем пространстве (т.е. внутри) печей, свободная конвекция определяет теплоотдачу от внешних ограждений печей в окружающую среду. Для описания процессов конвективной тепло- и массоотдачи используют формулу Ньютона (для теплоотдачи):
(1)
и соответствующее выражение для процесса массоотдачи
, (2)
где b - коэффициент массоотдачи, м/с, r - парциальная плотность. Основная трудность при расчете процессов конвективной тепло- и массопередачи состоит в нахождении коэффициентов a и b, которые определяют с помощью эмпирических формул. В большинстве случаев формулы записывают в безразмерном виде с использованием критериев:
Критерий Фурье
Критерий Пекле ,
(где w - скорость движения среды, м/с; l - характерный геометрический размер: при движении в трубах - диаметр трубы, при обтекании тел - его размер ).
Критерий Прандтля ,
(где n - кинематический коэффициент вязкости).
Критерий Рейнольдса ,
Критерий грасгофа (в случае свободного движения) ,
(где b - коэффициент объемного расширения).
Критерий Нуссельта ,
(где l - характерный размер тела, омываемого конвективным потоком). При конвективной теплоотдаче основной задачей является определение коэффициента теплоотдачи a. Поэтому опытные данные обычно обрабатывают в виде критериальных уравнений, а именно:
или .
Вынужденная конвекция
Движение реальной жидкости может происходить в двух принципиально различных режимах - ламинарном (струйки газа перемещаются параллельно одна другой, не пересекаясь) и турбулентном (или вихреобразным). Пределы существования ламинарного и турбулентного движения определяются критерием Рейнольдса. Если критерий Рейнольдса меньше нижнего критического значения 2300, то режим движения такого потока может быть только ламинарным. Если 10 000, движение турбулентное. Если 2300 < Re < 10000 - режим переходной. Пучки труб в поперечном потоке. Расположение труб в пучке бывает коридорным и шахматным. При коридорном расположении труб
.
При шахматном расположении труб .
Для газов .
В качестве масштаба скорости, входящего в критерий Re, принята среднерасходная скорость в самом узком сечении ряда, в качестве линейного масштаба принят наружный диаметр трубы. Коэффициенты теплоотдачи для первого ряда (как для коридорных, так и для шахматных пучков) определяются по формуле . Для второго ряда: Для коридорных пучков . Для шахматных пучков .
Популярное: Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (150)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |