Оглавление:
Коэффициенты теплоотдачи при обтекании твердых тел
- К задачам, представляющим большой практический интерес, относится также проблема теплопередачи на поверхность твердых тел, обтекаемых потоком жидкости или газа. Состав потока вблизи твердого тела может быть относительно простым (например, если он обтекает один цилиндр или шар), но в других случаях он может быть очень сложным (например, если он движется через пространство между цилиндрическими трубками, где жидкость или газ параллельны). Это поможет вам понять общее представление о том, как это сделать. Дополнительную информацию о существующих корреляциях можно найти в журнальных статьях и монографиях, посвященных вышеупомянутому теплопередаче.
В последующих корреляциях коэффициент теплопередачи определяется для всей поверхности обтекаемого тела, как это было сделано при создании уравнения (13.6).Корреляция связана со случаем «равномерного» перехода температуры на поверхность. Индекс «° ° „используется для обозначения состояния набегающего потока без возмущений, а индекс“/ „указывает величину, соответствующую“ температуре пленки » T / =(T0 + Tm) / 2. На рис.
При обычных давлениях расстояния между молекулами, даже в газах, где межмолекулярные расстояния очень велики по сравнению с твердыми телами и жидкостями, являются намного меньшими, чем размеры тела, с которыми мы обычно имеем дело при расчетах теплообмена, и поэтому понятие сплошного газа здесь полностью применимо (газ рассматривается как континуум). Людмила Фирмаль
Показан график зависимости Re / N = Nu /(RePr1/>) длинного цилиндра (последний однороден), ось которого перпендикулярна направлению набегающего потока Отдельно от цилиндра, скорость vₘ). если физические свойства течения, фигурирующие в уравнении / n, соответствуют»температуре пленки» T/, то наблюдается оптимальное совпадение этого графика с экспериментальными данными. Таким выводом, в частности, является анализ результатов измерений коэффициента теплоотдачи между одним цилиндром и газовым потоком в условиях большой разности температур [119]. На рис. 13-9 для сравнения также показан график зависимости/ / 2 от числа Рейнольдса.
Если сравнить график выше и график ниже, то можно увидеть, что условие jg выполняется во внешнем потоке вокруг цилиндра. Это условие справедливо во всех случаях, когда конвективный теплообмен осуществляется потоком со значительно искривленной линией течения. Отсутствие гидродинамической аналогии из-за факта В процессе теплопередачи отсутствует аналог сопротивления формы (см. раздел 6.3).Используя корреляцию, показанную на рисунке 13-9, можно решить некоторые действительно интересные задачи. Например, он описывает работу компрессора горячего воздуха (см.
Задание 13-6 и выполняет расчет теплопередачи к пучку параллельных труб— На рисунке 13-10 показана зависимость числа нуссельта от числа И так далее 13-10.Теплопередача от твердой сферы в условиях вынужденной конвекции[20].Стрелки показывают асимптотическое значение среднего числа нуссельта при отсутствии конвекции. Рейнольдс и Прантл по всей поверхности шара погружены в бесконечный поток жидкости или газа. Кривая, показанная на этом рисунке, выражается формулой [20]. (13.46） Корреляция типов (13.46) была впервые предложена freshrin[21], но перед последним членом в крайнем правом углу мы использовали различные численные коэффициенты (равные 0.552).
- По аналогии с результатами, полученными для цилиндров, характеристики fibic, которые появляются в указанной корреляции, получены при температуре Tf. Правильность такого выбора характерной температуры в каждом конкретном случае должна определяться экспериментально. Корреляция (13.46) предсказывает, что если внешняя среда фиксирована, то число нуссельта должно быть равно 2.Это асимптотическое значение основано на теории (см. задачу 9-6) и подтверждается экспериментальными данными о мизерных числах. Ламы Рейнольдса и гласхоффа (см. раздел 13.5). Соотношение Nu = 2 применяется для описания процесса теплопередачи капель и системы pu——〜 13-11.
Оснащен тангенциальной пластиной Результат получен в случае полубесконечного изотермического плоского потока жидкости или газа. Смотри. Схема течения и соответствующая система координат показаны на рисунке. 11-6.Для системы, которая изображена Аналогия Колборна соотношение теплопередачи и трения(13.36)]. в этой системе величина p + pgh практически постоянна во всех отношениях, так как абсолютно отсутствует сопротивление формы. простое сходство, возникающее из постоянства p + pgh, подробно описано в разделе 18.3.Для каждой точки на поверхности плиты, alc и (13.47） (13.48)） Где q₀ и т₀₀-локальные значения qy и/. / К Поверхность.
Таким образом, молекула из низкоскоростного слоя газа может попасть в слой газа, движущийся с большей скоростью, где после нескольких столкновений ее скорость увеличивается, а скорость столкнувшихся с ней молекул уменьшается. Людмила Фирмаль
В области ламинарного течения, которая обычно располагается вблизи передней кромки пластины, выполняются следующие теоретические соотношения: (13.49） (13.50） Первоначально было обнаружено, что эти представления перемещают носители с определенными физическими характеристиками. Формула (13.50) была выполнена Блазиусом [22], но соотношение (13.49) в случае определенного физического свойства непосредственно выводится из результата, полученного Полхаузеном [23].Однако большинство реальных приложений используют формулы (13.49) и (13.50) для описания систем с различными характеристиками, связанными с этими свойствами(соотнесите формулу (13.50) 1 с температурой Tₜ).
Для числа Прандтля Pr> 0.6 аналогия(13.49) находится в пределах±2% точности, но для Pr sS sg 0.6 отклонение от этой аналогии очень велико. если значения FKK описаны эмпирически, то они могут быть получены с достаточной точностью (переход между зависимыми ламинарным и турбулентным режимами, показанными на рис. 13-11, отражен на графике jH-versus-Re во многом так же, как и поток в трубе (см. рис.13-4)), но при обтекании граничной пластины переходной области, гораздо в этом случае полная турбулентность потока происходит в диапазоне значений Re от 150 000 до 450 000. Прогнозирование полной скорости теплопередачи от поверхности обтекаемого объекта обычно очень сложно за Re> 10 секунд.
Это связано с тем, что такое число Рейнольдса трудно установить точную границу переходной области. При Re = 10s картина течения вблизи обтекаемого тела быстро меняется, поэтому возможность экстраполяции существующих корреляций шара и цилиндра в область перехода полностью исключается(см.
Смотрите также:
