Конвекция. Закон Ньютона

Конвекция. Закон Ньютона [c.186]

Коэффициент теплоотдачи а зависит от режима движения среды, ее скорости, температуры и теплофизических свойств, формы и размеров элементов поверхности теплообмена. Если температуры среды и стенки, а также коэффициент теплоотдачи изменяются вдоль поверхности, то используют дифференциальную форму записи закона Ньютона в виде уравнения (IX,3), в котором коэффициент а носит локальный характер. Поскольку вынужденная и свободная конвекции всегда сопутствуют друг другу, коэффициент теплоотдачи а отражает влияние на передачу тепла конвекцией обоих этих факторов. С увеличением скорости среды и уменьшением разности температур отдельных участков среды роль вынужденной конвекции в теплопереносе возрастает. При прочих равных условиях увеличение разности температур стенки и среды позволяет передать большее количество тепла. [c.162]

Конвекция означает перемешивание теплых и холодных слоев газа или жидкости. Охлаждение (или нагрев) новерхности тела газом или жидкостью описывается законом Ньютона [c.26]

Отсюда вытекает практическая рекомендация не допускать в калориметрическом опыте разностей температур калориметра и оболочки больших, чем 2—3°. Но даже и в этом случае закону Ньютона подчиняется только теплообмен, обусловленный теплопроводностью и тепловым излучением. Следовательно, конвекция в слое воздуха, разделяющем ка- [c.239]

Закон Ньютона справедлив при вынужденной конвекции газа. При свободной конвекции газа скорость перехода теплоты прямо пропорциональна разности температур в степени 1,25. Формулируя закон, Ньютон специально оговаривает, что закон справедлив не в случае неподвижного воздуха, но в случае однородного воздущного потока ([25], стр. 147, 158, 159). [c.49]

При исследовании задач нестационарной теплопроводности при больших температурах, когда внешней контактирующей средой является жидкость или газ, даже при свободной конвекции не всегда приемлем закон Ньютона для формулировки граничных условий третьего рода. В таких случаях теплофизический процесс. более точно описывается математической моделью сопряженных задач теплообмена, решения которых связаны с определением температурного поля не только внутри исследуемого тела, но и в омывающей среде. При этом для решения сопряженных задач на границе твердое тело — жидкость также используются граничные условия (1.44), (1.45), где T iMJ) будет температурным полем внешней среды (жидкости или газа). [c.22]

Сведения из основ теплопередачи, необходимые для расчета теплообменников. Передача тепла от горячего теплоносителя к холодному чаще всего осуществляется в теплообменниках через разделяющую поверхность теплообмена. Из теории теплопередачи известно, что процесс теплопередачи через стенку состоит из трех стадий 1) тепло передается конвекцией от горячего теплоносителя к стенке, что характеризуется законом Ньютона 2) тепло передается через стенку благодаря теплопроводности по закону Фурье 3) тепло передается от стенки к холодному теплоносителю. [c.125]

Теплообмен тела с окружающей средой обусловлен действием всей совокупности механизмов передачи тепла — теплопроводности, конвекции и излучения. Не останавливаясь на детальном рассмотрении особенностей теплообмена, вызываемых каждой из его составляющих, отметим, что закон Стефана — Больцмана при малых разностях температур между поверхностью тела и окружающей средой может быть аппроксимирован законом Ньютона (1-7). Таким образом, в первом приближении все формы передачи тепла полагаются линейными функциями разности температур и поэтому [c.10]

При расчете теплопередачи конвекцией обычно пользуются весьма простым выражением, аналогичным закону Ньютона [c.37]

Уравнение (6.45) представляет собой не что иное, как применение второго закона Ньютона к жидкости, протекающей через бесконечно малый контрольный объем, причем первый член слева этого уравнения дает отнесенное к единичному объему изменение количества движения в контрольном объеме за единицу времени, второй — изменение количества движения в этом те объеме за счет конвекции в единицу времени. Первый член в правой части уравнения (6.45) представляет собой массовую силу, отнесенную к единице объема. Эта сила приложена ко всей массе тела и действует на расстоянии. [c.417]

Для аппарата с герметичным корпусом в условиях свободной конвекции тепловая проводимость азе может быть оценена по формуле 0зс = 9Лз, а 013—-по формуле (3.54). Наконец, переход от системы пластин (рис. 3.16, в) к квазиоднородному телу (рис. 3.16, г) возможен на основании приема, изложенного в 3.1. Окончательно получаем анизотропный параллелепипед с источниками и стоками теплоты, последние вызваны проточным течением жидкости между пластина ли. Поместим начало координат в угле параллелепипеда (рис. 3.16, г), обозначим значения теплопроводностей вдоль осей через А.Х, 2 и будем считать, что теплообмен с граней в окружающую среду происходит по закону Ньютона — Рихмана (1.9). Для этого случая нетрудно обобщить уравнения (3.64) и (3.65) для одиночного канала [3] [c.188]

Учет теплообмена по закону Ньютона, согласно уравнению (2. 44), производится в случае, если конвективный теплообмен значительно превосходит теплопотери за счет излучения. Тепло-потери за счет свободной конвекции соизмеримы с теплопотерями за счет излучения при 1000° С [130], а при наличии обдува поверхности образца — при более высоких температурах. Значит, уравнение (2. 44) может применяться для легкоплавких материалов, а для тугоплавких, особенно при вытягивании в вакууме, обязателен учет радиационного теплообмена по закону Стефана— Больцмана, что приводит к существенной нелинейности задачи. Однако линеаризация закона излучения приводит к разумным результатам, согласующимся с экспериментом вплоть до 2000 С при выращивании рубина по способу Вернейля [131]. [c.49]

Основная задача конвективного теплообмена довольно сложная, и решение ее зависит от нескольких переменных. Детально она будет рассматриваться в последующих главах. Однако между общей проблемой конвекции н чистой теплопроводностью имеется много общего, о чем говорилось в гл. 1 , в связи с формулировкой закона охлаждения Ньютона. Мы используем это положение о важности конвективного теплообмена, чтобы установить граничные условия для тех задач, которые будут рассмотрены в этой главе. [c.61]

Особо надо отметить разработанный им способ решения задач конвективного теплообмена при обтекании тел ламинарным и турбулентным потоком жидкости (обычно вариационные методы применяются при решении задач теплопроводности). Важно это не только потому,что вариационный метод применяется к решению задачи конвективного теплообмена, но, главным образом, потому, что задача конвективного теплообмена решается как сопряженная задача. Обычно задачи конвективного теплообмена решаются на основе так называемого закона конвективного теплообмена Ньютона, когда на границе твердое тело — жидкость принимаются граничные условия третьего рода. Физически правильно поставленная задача конвективного теплообмена должна решаться с учетом взаимного влияния температурных полей жидкости и твердого тела (сопряженные задачи). В вариационном методе М. Био эта взаимосвязь теплопереноса в жидкости и в твердом теле осуществляется при помощи функции влияния. Таким образом, метод М. Био дает правильную постановку и решение задачи конвективного теплообмена, отвечающих современным представлениям физического механизма тепло- и массообмена. Кроме того, второй способ решения задач конвективного теплообмена на основе унифицированных уравнений позволяет решать задачи теплообмена при фильтрации жидкости через пористые среды при ламинарном и турбулентном течении двухфазной системы жидкость — твердые частицы , так как уравнения Лагранжа применимы не только для теплопроводности, но и для конвекции. Этот важный фундаментальный результат, полученный автором, будет иметь большое значение в дальнейшем развитии теории конвективного теплообмена. [c.6]

Некоторые вопросы сложного теплообмена между поверхностью твер-1.0Г0 тела и омывающей внешней средой могут быть сведены к реше-шям задач нестационарной теплопроводности внутри тела при гранич-1ЫХ условиях третьего рода с переменными эффективными коэффици- нтами теплоотдачи, зависящими от времени. Если рассмотреть радиа-1ИЮ и конвекцию, то тепловой поток, идущий с охлаждаемой поверх-1ости теплообмена, формируется в соответствии с законами Ньютона я 1]тефана—Больцмана двумя слагаемыми [c.161]

При конвекции носитель энергии — движущаяся среда (теплоноситель). Различают выкужденную конвекцию, обусловленную действием внеш. силы (напр., создаваемой насосом, вентилятором), и естественную, движущая сйла.к-рой — различие между плотностями теплоносителя, обусловленное Изменением т-ры в объеме среды. Конвективный Т. заключается в теплоотдаче, т. е. в переносе теплоты из объема подвижной средй к граничащей с ней стенке (или в противоположном направлении) или к другой, не смешивающейся подвижной среде. Кинетика конвективного Т. описывается законом охлаждения Ньютона О = aFAi, где а — коэф. Теплоотдачи [в Вт/(м К)], Дi — разность т-р жидкости в ее объеме и на пов-сти стенкн (в К). Кинетич. характеристика-,процесса а зависит от теплофиз. св-в среды, условий ее движения и мощности внутр. источников (хим. или ядерные р-ции). [c.563]

В качестве простейшего примера сложного теплообмена можно указать а теплоотдачу станки, омываемой потоком жидкости или газа. В зависимости от соотношения температур стенки и жидкости тепловой поток может быть направлен от стенки к жидкости или наоборот ( рис. 2-1). В данном случае отдача тепла стенкой совершается всеми тремя опособам-и — теплопроводностью, конвекцией и излучением, закон, ее весьма сложен и зависит ОТ многих факторов. Однако его можно сформачуровать и весьма коротко, аналогично закону охлаждения Ньютона [c.14]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология