16. Конвективний теплообмін
Конвективний теплообмін описує перенесення|перенос| теплоти між поверхнею твердого тіла рідиною або навпаки. При цьому теплота одночасно переноситься теплопровідністю і конвекцією.
|
Розрізняють теплообмін при природній (вільній) і вимушеній|змушеній| конвекції. Вільна - виникає під дією різниці густини нагрітих і холодних об'ємів|обсягів| рідини. Має місце у разі, коли теплообмінна|теплообмін| поверхня занурена в рідину (газ). Вимушена|змушена| виникає під дією сил, що спричиняють|спричиняють| направлений|спрямований| рух рідини (насос, вентилятор, компресор). Конвективний теплообмін описується рівнянням Ньютона – Ріхмана:
де
|
- коефіцієнт тепловіддачі;
-
площа|майдан|
поверхні теплообміну;
- температура стінки і рідини.Кількість теплоти, що переноситься через одиницю ізотермічної поверхні за одиницю часу при різниці температур між стінкою і рідиною в один градус називається коефіцієнтом тепловіддачі
Якщо визначається для всієї поверхні, то його називають середнім, якщо для елементу поверхні, то локальним.
Величина
визначається: швидкістю руху рідини,
режимом руху, фізичними властивостями
рідини, розташуванням поверхні в
просторі|простір-час|,
станом|достатком|
поверхні, різницею температур і іншими
чинниками|факторами|.
З боку «гарячої» рідини зазвичай|звично|
позначають
|значать|,
з боку «холодної» -
.
Основні критерії теплообміну:
1 – число Нуссельта
;
2 – число Рейнольдса
;
3 – число Грасгофа
;
4 – число Прандтля
;
5 – число Пекле
;
Рівняння виду|виду|
називають критеріальним рівнянням: С
- постійний коефіцієнт;
- показник ступеня|міри|.
Розрізняють такі види конвективного
теплообміну: при природній конвекції;
при вимушеній|змушеній|
конвекції в трубах|труба-конденсаторах|
і каналах; при поперечному обтіканні
труб|труба-конденсаторів|;
при кипінні; при конденсації.
17.Теплопередача
17.1 Плоска стінка
Теплопередача є
перенесенням|переносом|
теплоти між двома середовищами|середовищем|
через стінку, що розділяє їх. Теплопередача
включає: тепловіддачу від «гарячої»
рідини до внутрішньої поверхні стінки,
характеризується коефіцієнтом
тепловіддачі
і термічним опором тепловіддачі
;
перенесення|перенос|
теплоти теплопровідністю через матеріал
стінки, характеризується коефіцієнтом
теплопровідності
і термічним опором теплопровідності
;
тепловіддачу від зовнішньої поверхні
до «холодної» рідини, характеризується
коефіцієнтом тепловіддачі
і термічним опором тепловіддачі
.
Одношарова Багатошарова
Кількість теплоти через стінку:
Тепловий потік
;
густина теплового потоку
.
Коефіцієнт тепловіддачі для одношарової
стінки
Коефіцієнт тепловіддачі для багатошарової (тришарової) стінки
Загальний|спільний|
термічний опір теплопередачі
Термічні опори теплопровідності
шарів
Термічні опори тепловіддачі
.