Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

конвективни teploobmіn


Konvektsієyu nazivaєtsya пренос на топлина в peremіschennі аз peremіshuvannі vsієї Masi nerіvnomіrno nagrіtih rіdini чи газ. Когато tsomu, депозити пренос на топлина ОД shvidkostі Ruhu rіdini чи газ директно proportsіyno. Tsey оглед peredachі топлина suprovodzhuєtsya zavzhdi teploprovіdnіstyu, як Got Местоположение, napriklad в граничния lamіnarnomu sharі tovschinoyu Chi lamіnarnomu pіdsharі tovschinoyu бурна граница топка (Фигура 8.1) при obtіkannі seredovischem твърдо tіla.

Фигура 8.1. Шофиране dinamіchnogo граница топка.

Odnochasny пренос на топлина konvektsієyu аз teploprovіdnіstyu nazivaєtsya конвективни teploobmіnom.

В іnzhenernih rozrahunkah често viznachayut конвективни потоци teploobmіn mіzh rіdini газ аз чи повърхност на твърдо tіla. Tsey конвективни процеси teploobmіnu nazivayut конвективни teplovіddacheyu ABO просто teplovіddacheyu.

Diferentsіalnі rіvnyannya konvektsії. Процесът на конвекция teploobmіnu mіzh повърхност tіla аз seredovischem (rіdinoyu ABO газ) opisuєtsya Нютон закон-Rіhmana ABO diferentsіalnim rіvnyannyam teplovіddachі, zgіdno е Якима Количество топлина peredanoї ОД Рух seredovischa да poverhnі твърдо tіla аз navpaki директно proportsіyna rіznitsі температури poverhnі tіla аз seredovischa:

, (8.1)

де - Ploscha teploobmіnu; - Час; а - koefіtsієnt teplovіddachі, W / m 2 K; - Температура poverhnі tіla; - Температура Seredovischa.

Ами Чиу топлина може viznachiti за закон Fur'є топлина як, Scho премине през lamіnarny топка чи pіdshar teploprovіdnіstyu:

, (8.2)

Gustina топлинния поток за право-Rіhmana Нютон:

(8.3)

топлопреминаване в Рук seredovischі opisuєtsya diferentsіalnim rіvnyannyam konfektsії (rіvnyannyam Fur'є-Kіrhgofa):

(8.4)

де - Компоненти на вектор W на shvidkostі koordinatnі osі X, Y, Z, и - koefіtsієnt temperaturoprovіdnostі; - Температура; - Час; р о - potuzhnіst vnutrіshnogo dzherela (изтичане) на топлина W / m 3; с р - teploєmnіst в postіynomu менгеме кДж / кг · K; R - gustina seredovischa, кг / м 3.

Рух seredovischa в protsesі конвективни teploobmіnu opisuєtsya rіvnyannyam Ruhu v'yazkoї rіdini (Nav'є - Stokes) proektsіya yakogo на vіs :

(8.5)

де - Gustina seredovischa в temperaturі ; - Priskorennya vіlnogo padіnnya; - Koefіtsієnt ob'єmnogo rozshirennya (за газ іdealnogo ); ,

Закон zberezhennya Masi schodo elementarnogo ob'єmu seredovischa virazhaєtsya rіvnyannyam nerozrivnostі:

, (8.6)

Navedenі rіvnyannya време и умовете odnoznachnostі dozvolyayut analіtichno doslіdzhuvati zadachі конвективни teploobmіnu по-специално дали пари ли vipadku. Rіshennya Tsikh diferentsіalnih rіvnyan сгъваем аз trudomіstka проблем спечелих mozhliva в obmezhenih просто vipadkіv. Том в doslіdzhennі конвективни teploobmіnu zastosovuyut метод teorії podіbnostі.



Основи на teorії podіbnostі. Teorіya podіbnostі - TSE науката за podіbnі yavischa. Yavischa podіbnі, Yakscho смрад трудят podіbnі умове odnoznachnostі аз chiselno odnakovі viznachalnі kriterії podіbnostі.

Podіbnimi yavischami nazivayutsya takі fіzichnі yavischa Scho odnakovі yakіsno формата на I zmіstom, tobto трудят една fіzichnu природата rozvivayutsya PID dієyu odnakovih сили аз opisuyutsya odnakovimi за формуляр diferentsіalnimi rіvnyannyami I Крайова умове.

Obov'yazkovoyu умове podіbnostі fіzichnih yavisch виновен Бути е геометрични podіbnіst системи, де tsі yavischa protіkayut. Две fіzichnih yavischa ще podіbnі лишаване освен vipadku, Yakscho ще podіbnі usі количества Scho harakterizuyut їh. За іsnuyut системи vsіh podіbnih bezrozmіrnі Комплекс ценности, Scho nazivayutsya kriterіyami podіbnostі.

Osnovnі РАЗПОРЕДБИ teorії podіbnostі formulyuyut в viglyadі 3 теореми.

Теорема 1: Podіbnі yavischa труд odnakovі kriterії podіbnostі.

Теорема 2: Дали як zalezhnіst mіzh zmіnnimi Scho harakterizuє дали SSMSC yavischa, Mauger Бути представена в formі zalezhnostі mіzh kriterіyami podіbnostі, триптих и Tsikh zmіnnih, КОТРА Бюд nazivatisya criterial rіvnyannyam.

Теорема 3: Две yavischa podіbnі, Yakscho смрад трудят podіbnі умове odnoznachnostі аз chiselno odnakovі viznachalnі kriterії podіbnostі.

Minds odnoznachnostі Je:

· Nayavnіst geometrichnoї podіbnostі системи;

· Nayavnіst odnakovih diferentsіalnih rіvnyan;

· Іsnuvannya єdinogo rіshennya rіvnyannya когато гранични умове;

· Vіdomі chiselnі стойности koefіtsієntіv аз fіzichnih parametrіv.

За Relief teorії podіbnostі viznachaєtsya koefіtsієnt teplovіddachі, Yaky Je funktsієyu bagatoh parametrіv:

α = F 1 (X; F; л о х в у С; Z С; W о; Δt; λ; и в Р; ρ; ν; β), (8.7)

де: X - характер Ruhu seredovischa (vіlny, primusovy);
F - форма poverhnі;
л о - характеристика rozmіr poverhnі (dovzhina, висота, dіametr аз, и т.н.);
х С; У С; Z в - координати;
W о - shvidkіst seredovischa (rіdina, газ);
Δt = (т 'ва - т "и) - Температура napіr;
λ - koefіtsієnt teploprovіdnostі seredovischa;
и - koefіtsієnt temperaturoprovіdnostі seredovischa;
с р -іzobarna Pete teploєmnіst seredovischa;
ρ -gustina seredovischa;
ν = μ / R - koefіtsієnt kіnematichnoї v'yazkostі seredovischa; - koefіtsієnt dinamіchnoї v'yazkostі; R - gustina seredovischa);

β - температурата koefіtsієnt ob'єmnogo rozshirennya seredovischa.

Bezrozmіrny koefіtsієnt teplovіddachі, zgіdno ите teorієyu сходство, rozrahovuєtsya за взаимопомощ kriterіalnogo rіvnyannya, як skladaєtsya osnovі experiental doslіdzhen за определен тип кожа на конвективни teploobmіnu:

Nu = F 2 (X; F; 0 Х, на Y 0, на Z 0; Re; Gr; Pr), (8.8)

де: X 0; Y 0; Z 0 - bezrozmіrnі координати;
Nu = α · л 0 / λ - kriterіy Nusselt (bezrozmіrny koefіtsієnt teplovіddachі) harakterizuє teploobmіn mіzh повърхност stіnki аз rіdinoyu (газ);
Re = W · л 0 / ν - kriterіy Рейнолдс harakterizuє spіvvіdnoshennya сили іnertsії v'yazkostі аз съм viznachaє характер techії rіdini (газ);
Gr = (β · г · л 0 3 · Δt) / ν 2 - kriterіy Grashof, harakterizuє podyomnu сила Scho vinikaє в rіdinі (gazі) unaslіdok rіznitsі Gustin;
Pr = ν / а = (μ · в р) / λ - kriterіy Prandtl harakterizuє fіzichnі vlastivostі rіdini (газ).

Pіslya viznachennya kriterіyu Nusselt rozrahovuєtsya магнитуд koefіtsієnta teplovіddachі: ,

За rozrahunku bezrozmіrnogo koefіtsієnta teplovіddachі vikoristovuyutsya osnovnі rozrahunkovі на формулиране на конвективни teploobmіnu Scho danі за serednіh стойности koefіtsієntіv teplovіddachі на poverhnі stіnki.

Вилна konvektsіya. В neobmezhenomu prostorі (Фигура 8.2 а.):

а). Хоризонтална тръба dіametrom г за 10 март <(Gr · · Pr) <10 август.

Nu = 0,5 · (Gr · Pr ) 0,25 (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.9)

б). Аз вертикална тръба плоча:
1). lamіnarna techіya - 10 март <(Gr · Pr) <10 септември:

Nu = 0,75 · (Gr · Pr ) 0,25 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.10)

2). бурна techіya - (Gr · Pr)> 10 Септември:

Nu = 0,15 · (Gr · Pr ) 0,33 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.11)


а) б)

Фигура 8.2. Zmіna от visotі stіnki в vіlnіy konvektsії в neobmezhenomu prostorі (а) съм Вилна konvektsіya в obmezhenomu ob'єmі (б)

Тук Gr на ценности, аз Pr Pr с взето на temperaturі rіdini (газ), и Pr с член temperaturі poverhnі stіnki. Viznachalna температура - температура seredovischa; viznachalny lіnіyny rozmіr за хоризонталните тръби - dіametr вертикално poverhon - висота.

в). Хоризонталната плоча: rozrahunkove стойности Nu zbіlshuєtsya 30% Yakscho nagrіta повърхностни zorієntovana нагоре и 30% zmenshuєtsya, Yakscho nagrіta повърхностни zorієntovana надолу. Viznachalny rozmіr - Mensch страни на плочата. За povіtrya с Pr / Pr I = 1-во navedenі на формулиране sproschuyutsya.

В obmezhenomu prostorі (Фигура 8.2. B) serednya gustina топлина rozrahovuєtsya поток за формули teploprovіdnostі іz zamіnoyu koefіtsієnta teploprovіdnostі seredovischa ekvіvalentnim , Yakscho , priymaєtsya , В oblastі priymaєtsya ,

Viznachalny rozmіr - ширината на канала, температура viznachalna - температурата seredovischa serednya. Gustina топлинния поток: ,


Primusova konvektsіya. Режим Techії (ris.8.3) viznachaєtsya на velichinі Re.

а) б)

Ris.8.3. Lamіnarnoї схеми (а) съм turbulentnoї (б) techії rіdini в тръби.

а). Techіya rіdini в гладки кръгли тръби peretinu.

1). lamіnarna techіya (Фигура 3.а.) - Re <2100

Nu = 0,15 · Re 0,33 · Pr 0,33 · (Gr · Pr) 0,1 · (Pr с / Pr Art) 0,25 · ε л (8.12)

АВО (8.13)

де ε л - koefіtsієnt Scho vrahovuє zmіnu serednogo koefіtsієnta teplovіddachі на dovzhinі звучи тромпет аз OD депозити vіdnoshennya dovzhini тръба да Yogo dіametra / г). Значение tsogo koefіtsієnta predstavlenі в tablitsі 8.1.

Таблица 8.1.

Стойностите на ε л в lamіnarnomu rezhimі.

L / D
ε л 1.9 1.7 1.44 1.28 1.18 1.13 1.05 1.02 1.0

2). perehіdny режим - 2100 <Re <10 април

Nu = K 0 · Pr 0,43 · (Pr с / Pr Art) 0,25 · ε л. (8.14)

За депозити Koefіtsієnt 0 ОД kriterіyu число на Рейнолдс Re е представена в I tablitsі 8.2.

Таблица 8.2.

Стойността на K 0.

Re? 10 април 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5
0 1.9 2.2 3.3 3.8 4.4 6.0 10.3 15.5 19.5 27.0 33.3

3). бурна techіya (ris.8.3.b) - Re = 10 април

Nu = 0021 · Re 0,8 · Pr 0,43 · (Pr с / Pr Art) 0,25 · ε л. (8.15)

Стойностите на ε л koefіtsієnta predstavlenі в tablitsі 8.3.

Таблица 8.3.

Стойностите на ε л по време на бурната rezhimі.

L / D ε л
Re = 2 × 10 3 Re = 2 × 10 4 Re = 2 × 10 5
1.9 1.51 1.28
1.70 1.40 1.22
1.44 1.27 1.15
1.28 1.18 1.10
1.18 1.13 1.08
1.13 1.11 1.06
1.05 1.05 1.03
1.02 1.02 1.02
1.00 1.00 1.00

б) .Obtіkannya gorizontalnoї poverhnі.
1). lamіnarna techіya - Re <4 × 10 4

Nu = 0,66 · Re 0,5 · Pr 0,33 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.16)

2). бурна techіya - Re> 4 × 10 4

Nu = 0037 · Re 0,5 · Pr 0,33 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.17)


Teploobmіn на кръст obtіkannі. а). Tube снопове (ris.8.4) (кът атака J = 0 до 90). Vikoristuvyutsya две Vidi roztashuvannya тръби в пакети: (. Ris.8.4 б) коридор (. Ris.8.4 а) I Shakhov.

а) б)

Ris.8.4. Схеми roztashuvannya тръби в гроздове.

Serednіy koefіtsієnt teplovіddachі в Mauger Бути viznacheny ите rіvnyannya:

, (8.18)

За Shakhov лъч ; ; за коридор ; ,

Koefіtsієnt, Yaky vrahovuє vpliv vіdnosnih кръст аз pozdovzhnogo krokіv за линейни връзки ; за когато Shakhov ; при ,

Koefіtsієnt, Yaky vrahovuє сериен номер на редица Perche ; за друг ред Shakhov лъч коридор ; За трета аз следната ryadіv ,

За viznachalnu температура priymaєtsya serednya seredovischa температура viznachalny rozmіr - zovnіshnіy dіametr тръби, shvidkіst techії seredovischa - shvidkіst в най-vuzkomu peretinі серия от тръби.

Serednє стойности koefіtsієnta teplovіddachі:

(8.19)

де - Serednіy koefіtsієnt teplovіddachі -ти ред; - Sumarno Ploscha poverhnі тръби -ти ред; - Брой ryadіv в гредата.

б). Obtіkannya odinochnoї напречни тръби.
1). при Re = 5-10 март

Nu = 0,57 · Re 0,5 · Pr 0,38 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.20)

2). при Re = 10 Март - 2 × 10 5

Nu = 0,25 Re 0,6 · Pr 0,38 · (Pr с / Pr обем) 0.25. (8.21)

Teploobmіn в kipіnnі. Когато bulbashkovomu kipіnnі (ТА съоръжението да ris.8.5-TK) teploobmіn opisuєtsya rіvnyannyam:

(8.22)

де - Kriterіy kipіnnya; - Пийт viparovuvannya топлина; - Gustina залог; - Vіdrivny dіametr bulbashok; - Честота vidrivannya bulbashok. За viznachalny геометрична rozmіr priynyata стана kapіlyarna ; - Napruzhennya poverhnevogo стягане; - Gustina rіdini.

За VOD в ТА съоръжение (ris.8.5) ; в ТК , , ; pravіshe TW, ; ,

Dobutok harakterizuє serednyu залог растеж shvidkіst bulbashok Як депозити OD менгеме. В хватката на 0,1MPa за кола м / сек, etilovogo алкохол м / сек. За rіznih rіdin стойности nablizhene mozhna знаете за empіrichnoyu формула:

(8.23)

де - TISK rіdini; - Критичност менгеме.


Ris.8.5. zmіni Character аз когато kipіnnі.

На ris.8.5 (ТА съоръжение lіvіshe Got Местоположение konvektsіya Вилна, в іntervalі ТА съоръжение - ненужно - bulbashkove kipіnnya; в іntervalі ненужно - TW - neustalene plіvkove kipіnnya; pravіshe TW ustalene plіvkove kipіnnya).

За rozrahunku teploobmіnu в odnochasnomu vplivі shvidkostі primusovogo Ruhu rіdini аз kipіnnya vikoristovuєtsya empіrichna zalezhnіst:

(8.24)

де - Shukanov koefіtsієnt teplovіddachі; - Koefіtsієnt teplovіddachі в primusovomu rusі без kipіnnya; - Koefіtsієnt teplovіddachі в rozvinutomu kipіnnі.

Teploobmіn в kondensatsії. Когато kondensatsі nasischenoї залог аз lamіnarnіy techії plіvki кондензат (ris.8.6) nehtuvannya за конвективен пренос на топлина в nіy gustina топлинния поток:

; (8.25)

АВО (8.26)

де - Zovnіshnoї температура poverhnі plіvki кондензат; - Tovschina plіvki; - Koefіtsієnt teploprovіdnostі кондензат.


Ris.8.6. Шофиране plіvkovoї kondensatsії

За стойности viznachennya serednogo когато utvorennі на poverhnі твърдо tіla plіvki кондензат vikoristovuyut rіvnyannya:

(8.27)

де - Kriterіy Galіleya; - Kriterіy фазов преход; ; - Температура на кондензат poverhon plіvki аз твърдо tіla (stіnki).

Fіzichnі параметричен plіvki кондензат viznachayutsya в temperaturі , Heat paroutvorennya когато temperaturі , За вертикални щрангове чи stіnki За хоризонтална тръба , Vpliv peregrіvu залог Mauger Бути vrahovany Шляков pіdstanovki zamіst стойност де - Heat peregrіvu залог; - Entalpіya rіdini Scho kipit; - Entalpіya suhoї nasichenoї залог.

Viznachalny за вертикална stіnki чи звучи тромпет viznachalny rozmіr - їh висота за хоризонтално - Mensch rozmіr за вложки аз dіametr тръби.

<== Предишна лекция | На следващата лекция ==>
| конвективни teploobmіn

; Дата: 01.07.2014; ; Прегледи: 495; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.22
Page генерирана за: 0.058 сек.