ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Условия теплового подобия. Критерии теплового подобия из "Процессы и аппараты химической промышленности" Конвективный теплообмен — это теплообмен между твердым телом и жидкостью (газом), происходящий при их соприкосновении и одновременном переносе теплоты путем теплопроводности и конвекции. Такой случай распространения теплоты называется теплоотдачей. Конвективный перенос теплоты связан с движением теплоносителя. Движение среды вызывается разными причинами вынужденное движение возникает под действием какого-либо возбудителя (насоса, вентилятора, мешалки), свободное движение — вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц среды, которая обусловлена наличием разности температур. В первом случае это будет вынужденная конвекция, во втором — естественная конвекция. [c.186] В настоящее время в гидродинамике вязкой жидкости получила признание гипотеза о том, что частицы жидкости, непосредственно прилегающие к твердому телу, адсорбируются им, как бы прилипают к его поверхности, т. е. скорость потока равна скорости тела (а если тело неподвижно, то нулю). Этот слой прилипшей жидкости гидродинамический пограничный слой) нужно рассматривать, как бесконечно тонкий слой. [c.187] Гидродинамический и тепловой пограничные слои геометрически не совпадают. [c.187] В основной массе теплоносителя (ядре потока) решающая роль при переносе теплоты принадлежит турбулентным пульсациям. Благодаря им температура в ядре потока практически постоянна (выравнивается до некоторого среднего значения). [c.187] Резкое изменение температуры наблюдается лишь в пограничном слое. Здесь турбулентные пульсации затухают и решающее влияние на теплообмен оказывает передача теплоты теплопроводностью, а в непосредственной близости от стенки перенос теплоты осуществляется только теплопроводностью. [c.187] Понятия толщина пограничного слоя и внешняя граница пограничного слоя довольно условны, так как резкого перехода от пограничного слоя к течению вне слоя нет. [c.187] Для интенсификации конвективного теплообмена желательно, чтобы тепловой пограничный слой был возможно тоньше. С развитием турбулентности потока пограничный слой становится настолько тонким, что теплообмен осуществляется исключительно конвекцией. [c.187] Вполне очевидно, что экспериментальное определение коэффициента теплоотдачи в зависимости от всех указанных переменных величин является трудной задачей. В данном случае известную помощь оказывает теория подобия. [c.188] Сложность явлений конвективного теплообмена, происходящего в процессе движения жидкости около стенок, затрудняет нахождение коэффициентов теплоотдачи чисто аналитическим путем, заставляя обратиться к опыту. [c.188] Критерии подобия принято обозначать двумя первыми буквами фамилий ученых, много сделавших для развития соответствующих областей знаний. [c.188] Это отношение, называемое критерием Прандтля, обладает тем важным преимуществом, что оно содержит только физические свойства потока. Таким образом, если три критерия Ре, Рг, Nu сохраняют одинаковые численные значения, то, следователь но, процессы физически подобны между собой. [c.188] При естественном течении теплоносителя критерий Рейнольдса заменяется критерием Грасгофа, который учитывает движущую силу теплоотдачи. В этот критерий входит значение разности температур, являющейся движущей силой теплообмена Gr = Ga р А/. [c.188] В условиях только вынужденного движения среды уравнение (5.13) имеет вид Ми=/(Ке, Рг). Для чисто свободного движения Ки = /(Ог, Рг). [c.190] Вернуться к основной статье