Оглавление:
Физические условия при теплообмене конвекцией
- Конвекция — это движение вещества, движение частиц газа или жидкости, вызванное потоком. Кроме того, передача тепловой энергии происходит тогда, когда температура в разных местах потока различна. Конвективный теплообмен-это сложный процесс, в котором тепло передается за счет теплопроводности среды одновременно через смешение отдельных объемов различных сред при различных температурах. Причиной теплопередачи по-прежнему является неоднородность температурного поля.
Но и само температурное поле, и интенсивность теплообмена зависят от многих факторов, прежде всего от движения и физических свойств жидкости или газа, а также от геометрических характеристик системы, в которой происходит теплообмен. В отличие от теории теплопроводности, основной задачей теории конвективного теплообмена является не нахождение температурного поля потока жидкости или газа, а определение количества тепла, проходящего через поверхность твердого тела, омываемого потоком. В Формуле для расчета конвективного теплообмена выделяется главный фактор-разность температур, вызывающая теплообмен.
Параметры системы, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, связаны между собой, причем число независимых параметров состояния системы всегда равно числу ее термодинамических степеней свободы. Людмила Фирмаль
Плотность теплового потока выражается уравнением Ньютона. 7 ад. 12. 1 Коэффициент пропорциональности a называется коэффициентом теплопередачи, который представляет собой количество тепла, проходящего через единицу поверхности в единицу времени для каждой степени разности температур. Величина этого коэффициента отражает все многообразие факторов, определяющих интенсивность конвективного теплообмена, поэтому коэффициент теплопередачи при различных условиях имеет очень разные значения табл. 12. 1. Таблица 12.
- Коэффициент теплопередачи И Ж М Град Движущаяся среда свободное движение вынужденное движение. Газ 3-20 10-10 Вязкая жидкость-50-500 Вода 100-600 500-10, 000 Кипячение 1000-20000 ода- Конденсированный пар-1poo-100, 000 Величина, содержащаяся в Формуле Ньютона 12. 1, представляет собой разность между температурой потока жидкости и температурой стенки, омываемой потоком. Поскольку температурное поле в потоке неоднородно, температура жидкости обычно считается температурой жидкости или, как описано ниже, средней температурой конкретного участка потока на достаточно большом расстоянии от стенки.
Рассмотрим физические условия процесса конвективного теплообмена на примере охлаждения жидкости при движении вдоль плоской стенки рис. 12. 1. Расход потока сразу вдоль стены zero. As он отодвигается от стены в направлении оси y Скорость увеличивается и становится практически постоянной на определенном расстоянии dl от стены. Слой жидкости газа, примыкающий к стенке, скорость которого изменяется от нуля до некоторой постоянной величины, называется гидродинамическим пограничным слоем.
Всякая изолированная система с течением времени приходит в равновесное состояние, которое остается затем неизменным, пока система не будет выведена из него внешним воздействием. Людмила Фирмаль
Его толщина dd очень мала, она в сотни раз превышает расстояние x0, которое поток прошел по поверхности до заданного участка. 12. 1. Физическое состояние конвективного теплообмена. Согласно скорости и температуре потока жидкости около стены Температура жидкости также плавно изменяется от значения глубины потока f к значению поверхности стенки. Слой жидкости, в котором происходит это изменение температуры, называется термическим пограничным слоем. Толщина этого слоя также очень мала. Для газа dm bl, в первом приближении Теплообмен в пограничном слое происходит в основном за счет теплопроводности жидкости.
Напротив, удаляясь от стенки, тепло передается вместе с частицами жидкости, которые беспорядочно перемещаются по потоку. Основное тепловое сопротивление при конвективном теплопередаче возникает на границе layer. As в результате интенсивность конвективного теплообмена возрастает, а по мере уменьшения толщины пограничного слоя все факторы, изменяющие эту толщину, значительно влияют на теплообмен.
Смотрите также:
| Теплопроводность цилиндрической однослойной стенки | Факторы, определяющие интенсивность конвективного теплообмена |
| Теплопроводность цилиндрической многослойной стенки | Подобие физических явлений |
