На головну

Основи теорії конвективного теплообміну

  1.  I На шляху побудови єдиної теорії поля 6.1. Теорема Нетер і закони збереження
  2.  I. Основи молекулярно-кінетичної теорії
  3.  I. Елементи теорії ймовірностей
  4.  А. Нормативне застосування теорії раціонального вибору
  5.  А. Основи християнського життя
  6.  аксіоматичної теорії
  7.  АНАЛІЗ В ТЕОРІЇ

Другий вид теплообміну - конвекція, Відбувається тільки в газах і рідинах і полягає в тому, що перенесення теплоти здійснюється переміщаються в просторі обсягами середовища. Передача теплоти конвекцією завжди пов'язана з теплопровідністю. Спільний процес конвекції і теплопровідності називається конвективним теплообміном.

розрізняють конвекцию вимушену (Рух рідини створюється штучно) і конвекцию вільну - Рух виникає в зв'язку з її нагріванням і зміною щільності.

О. Рейнольдс в 1884 р в своїх дослідах встановив, що при русі рідини зустрічаються два види потоку, що підкоряються різним законам.

У потоці першого виду всі частинки рухаються тільки по паралельних між собою траєкторіях, і рух їх тривалий час збігається з напрямком всього потоку. Рідина рухається спокійно, без пульсацій, утворюючи струменя, такі контурах каналу. Рух такого роду називається ламінарним, або струйчатим.

Другий вид потоку називається турбулентним, В ньому безперервно відбувається перемішування всіх шарів рідини. Кожна частка потоку, переміщаючись уздовж каналу з деякою швидкістю, робить різні рухи перпендикулярно стінок каналу. У зв'язку з цим, потік являє собою безладну масу хаотичнорухомих частинок. Чим більше утворюється пульсацій, завихрень, тим більше турбулентність потоку. При переході ламинарного руху в турбулентний опір від тертя в каналі зростає.

О. Рейнольдс показав, що характер руху рідини в круглій трубі визначається величиною відносини wd / v, Яке називається критерієм Рейнольдса і позначається Re:

 , (4.1)

де w - Середня швидкість рідини, м / сек;

d - Діаметр круглої труби, м;

 - Коефіцієнт кінематичної в'язкості рідини, м  / Сек.

Для каналу довільного перетину вводиться поняття еквівалентного діаметра  , Який і підставляється в вираз для критерію Re.

Підставляючи розмірності окремих величин в критерій Re, легко переконатися, що він є величиною безрозмірною.

До значень Re = 2300 потік рідини в трубі залишається ламінарним, при великих значеннях Re потік переходить в турбулентний. Ламінарний потік є стійким тільки в докритичній області (до Re = 2300). При деяких спеціальних запобіжних заходів ламінарний рух можна спостерігати при числах Re, значно перевищують критичне. Однак такий режим руху є нестійким і при найменшому обурення потоку переходить в турбулентний.

Характер руху рідини впливає на інтенсивність передачі тепла. При ламінарному режимі і відсутності природної конвекції тепло в перпендикулярному до стінки напрямку передається тільки теплопровідністю. Кількість цієї теплоти залежить від фізичних властивостей рідини, геометричних розмірів, форми поверхні каналу і майже не залежить від швидкості.

При турбулентному русі рідини перенесення теплоти поряд з теплопровідністю здійснюється перпендикулярним до поверхні каналу переміщенням частинок.

 



 Передача теплоти через ребристу стінку |  Фізичні властивості рідин

 Диференціальне рівняння теплопровідності |  крайові умови |  Теплопровідність через одношарову плоску стінку |  Теплопровідність через багатошарову плоску стінку |  циліндричну стінку |  Через багатошарову циліндричну стінку |  Теплопровідність через кульову стінку |  Одношарову і багатошарову стінки (теплопередача) |  Одношарову і багатошарову стінки |  Передача теплоти через кульову стінку |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати