68406

Конвективный теплообмен в однофазной среде

Лекция

Физика

Конвективным теплообменом называется процесс передачи теплоты при движении жидкости или газа. Под конвекцией понимают процесс переноса теплоты при перемещении макрочастиц в жидкости или газе в пространстве из области одной температуры в область с другой температурой.

Русский

2014-09-22

67.5 KB

6 чел.

Лекция 18

Раздел 2. Конвективный теплообмен в однофазной среде.

2.1   Физические основы процесса.

2.1.1 Основные понятия и определения.

  1.  Конвективным теплообменом называется процесс  передачи теплоты при движении жидкости или газа. При этом перенос теплоты осуществляется одновременно конвекцией и теплопроводностью.
  2.  Под конвекцией понимают процесс переноса теплоты при перемещении макрочастиц в жидкости  или газе в пространстве из области  одной температуры в область с другой температурой. Возможна только в текущих средах в этом случае перенос теплоты неразрывно  связан с переносом самой среды.
  3.  Конвективный теплообмен между потоком жидкости или газом и поверхностью соприкасающегося с ним телом называется конвективной теплоотдачей или теплоотдачей.

Причины возникновения движения жидкости или газа могут быть различными и в зависимости от этого отмечают свободную и вынужденную конвекцию.

Свободная конвекция – называется конвективный теплообмен при так называемом свободном движении жидкости или газа под действием неоднородного поля массовых сил (гравитационных сил, сил инерции и так далее).  Наиболее часто свободная конвекция наблюдается в поле сил гравитации. В поле сил гравитации называется естественной конвекцией.

Вынужденной конвекцией называется конвективный теплообмен при вынужденном движении жидкости или газа

                                      

под действием внешних сил приложенных на границе системы или однородного поля массовых сил приложенного к жидкости внутри системы или за счет кинетической энергии сообщенной жидкости вне системы.

Теплообмен при вынужденном движении

       P1                                                   P2

Вынужденная конвекция всегда сопровождается свободной конвекцией. Относительное влияние свободной конвекции на вынужденную тем больше чем больше разность температур в системе и во вторых чем меньше скорость вынужденного движения.

Различают стационарный и нестационарный конвективный теплообмен .

Критерий сплошности среды.

Сплошность  среды характеризуется соотношением  длины свободного пробега молекул характерному размеру области  течения жидкости

                                            - число Гнутцена

Среда будет считаться сплошной с молекулярно кинетической теории если

В дальнейшем среды газообразные , жидкие мы будем рассматривать в теории теплопроводности .

Основной задачей конвективного теплообмена является установление связи между плотностью теплового потока на поверхности теплообмена и температурой жидкости омывающей поверхности.

Формула Ньютона-Рихмана не отражает в явном виде влияния на теплообмен всего многообразие факторов. Скорости движения, формы, размеров тела, свойств жидкости.

Все эти факторы должны учитывается коэффициент теплоотдачи который по сути своей является характеристикой интенсивности теплоотдачи.

В общем случае интенсивность теплообмена не одинакова по всей поверхности соприкосновения жидкости системы. Для разных участков поверхности коэффициент имеет различные числовые значения.

Для того чтобы характеризировать неравномерность интенсивности теплообмена вводится понятие локального или местного коэффициента теплопроводности. Местный коэффициент это величина характеризующая интенсивность теплообмена на элементе площади теплообмена  

                                     (местное)

где - температура стенки в рассматриваемом сечении ,

- температура жидкости в среднее рассматриваемом сечении.

В инженерной практике чаще используют среднего по поверхности коэффициент теплоотдачи.

                                                      

В этом выражении  это среднее по поверхности температура тела , - среднее по поверхности температура жидкости.

Коэффициент теплоотдачи может иметь следующий порядок для различных условий конвективного теплообмена

  1.  Свободная конвекция газов

  1.  Вынужденная конвекция газов

  1.  Вынужденная конвекция воды

  1.  Кипения воды

Так как коэффициент теплоотдачи  связывает между собой  с одной стороны и  ,  с другой, то можно сказать, что основной задачей теории конвективного теплообмена является определение  то есть коэффициент теплоотдачи

                                      .


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

48254. Анатомія та фізіологія людини 9.73 MB
  Знання будови тіла людини і пізнання сутності життєвих процесів на різних рівнях організації організму здавна цікавили учених-біологів, філософів та широкі верстви населення. Основними стимулами для розвитку цих знань були практичні потреби життя людей, зокрема потреби медицини. Потрібно було багато століть для того, щоб людство прийшло до сучасного рівня знань у таких галузях науки, як анатомія, фізіологія та гігієна людини.
48255. Господарське право. Курс лекцій. О.М. Вінник 1.84 MB
  У пропонованому курсі лекцій на підставі аналізу нормативно-правових актів. висвітлюються основні теми та інститути господарського права - як загальної частини (поняття господарського права, господарські правовідносини, господарське законодавство, субєкти господарських правовідносин, майнова основа господарювання, господарські зобовязання, господарсько-правова відповідальність, антимонополь-но-конкурентне регулювання, правове регулювання банкрутства), так і спеціальної частини (особливості правового регулювання певних видів господарських відносин: у сфері капітального будівництва, інноваційної, фінансової та біржової діяльності, агентських відносин, комерційної концесії, зовнішньоекономічної діяльності, іноземного інвестування, спеціальних режимів господарювання).
48256. ПЕДАГОГІКА. КОНСПЕКТ ЛЕКЦІЙ 1.93 MB
  Виховання у вузькому педагогічному значенні цілеспрямована виховна діяльність педагога з метою досягнення конкретної мети в колективі учнів. Навчання процес керівництва пізнавальною діяльністю учнів засвоєнням ними знань умінь і навичок. Воно завжди має двосторонній характер включає в себе і діяльність педагога викладання пояснення інструктування і діяльність учнів учіння засвоєння. Педагог учитель викладач інструктор викладає учням навчальний матеріал спонукає їх до учіння спрямовує й організовує їх пізнавальну...
48257. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ОБМЕН 83 KB
  Мультиферментные комплексы примеры биологическая роль. Микросомальная система оксидоредуктаз ее биологическая роль. Понятие биологическая роль. Роль кислорода.
48258. ОСОБЛИВОСТІ ПОБУДОВИ ПЛАНУ РАХУНКІВ НБУ 1.51 MB
  Перший її рівень представляє Національний банк України який відіграє роль центрального банку з характерними лише для нього функціями та операціями. Виходячи з цього Національним банком України розроблено два Плани рахунків: один для установ Національного банку України другий для комерційних банків. Безперервність діяльності банку вважається що банк постійно функціонує і продовжуватиме свою діяльність у майбутньому. Якщо реальна вартість продажу менша ніж залишкова вартість первісна вартість за мінусом зносу банку необхідно врахувати...
48259. Ідейно-теоретичні концепції свободи преси 892.5 KB
  Основні принципи авторитаризму контроль регламентація та використання засобів масової комунікації. У цих рисах німецька нацистська журналістика дуже схожа з радянською тоталітарною системою масової комунікації тому її можна визначити як перехідну модель журналістики між авторитарною та тоталітарною системами журналістики. Саме суди визначають межі втручання влади у сферу масової комунікації. Тут не вистачає специфіки комунікації як творчого процесу бо з одного боку визначення надто широке телевізор телефон наприклад теж можна...
48260. Феномен університетської освіти у історичному вимірі 945.5 KB
  В XI столітті XII столітті були засновані: Болонський університет 1088 Болонський університет найстаріший університет Європи в місті Болонья Північна Італія заснований в 1088 році як юридичний навчальний заклад. Заснований Університет Історія 9 століття Салерно Італія Медичний факультет; статус університету під сумнівом кінець 11 століття Болонья Італія Точна дата заснування не відома; офіційний рік заснування 1088; В кінці 11 століття існувала школа права; поступовий розвиток в університет 13 століття Заснований Університет...
48261. Літературознавство як наука 224 KB
  Автор будьякого художнього твору завжди репрезентує певний культурний прошарок своєї доби спостерігаючи яку беручи участь в її житті він водночас представляє певний ідеологічний або політичний напрям. Щоб розібратися в задумі письменника в політичній спрямованості його твору чи творчості треба знати основні факти біографії митця його зв'язки з іншими людьми участь у політичному і громадському житті. Вужчим за науковим обсягом вважаються так звані допоміжні галузі літературознавства бібліографія археологія текстологія методика...
48262. Уголовно-процессуальное право 108.76 KB
  Структурно уголовно-процессуальное право распадается на части; Общую и Особенную. Деление это носит двойственный характер. С одной стороны, оно отражает специфику структуры Уголовно-процессуального кодекса, что уже понятия уголовно-процессуального права. С другой стороны, такая дифференциация оправдана методологически.