ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ.
Оценка 4.8

ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ.

Оценка 4.8
docx
21.11.2021
ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ.
Л2-002901.docx

ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ.

1.2.1. Розрахункові формули і приклад розрахунку.

 

Основне рівняння конвекційної тепловіддачі (закон Ньютона):

,                                         (1.9)

де  – потужність теплового потоку, Вт:

 - коефіцієнт тепловіддачі, Вт/м2·К;

t1 – температура твердої поверхні, град;

t2 – температура рідини чи газу, град;

F – площа тепловіддавальної поверхні, м2.

Питомий потік від твердої поверхні:

                                                        ,                                                (1.10)

де  – різниця температур твердої поверхні та рідини чи газу, град;

R – термічний опір, м2·К/Вт.

.                                                  (1.11)

Критеріальні рівняння вільної конвекції у відкритий простір мають вигляд:

                  для плівкового режиму:   ()

                                                              (1.12)

        для перехідного режиму:   ()

                                                                                          (1.13)

       для ламінарного режиму:   ()

                                    (1.14)

       для вихрового режиму:   ()

                                   (1.15)

У наведених рівняннях критерій Нуссельта:

,

де  - визначальний розмір, м: для вертикальної поверхні – висота h, для горизонтальної поверхні – ширина b, для горизонтальної труби – зовнішній діаметр d;  – коефіцієнт теплопровідності рідини чи газу, Вт/м К.

Критерій Грасгофа:

,

де  – кінематична в’язкість рідини чи газу, м2/с;  – коефіцієнт об’ємного розширення рідини чи газу, 1/К; g – прискорення вільного падіння, м/с2.

Для газу:

,

де  – визначальна температура середовища, за якою вибирають його теплофізичні властивості та критерій Прандтля;

Значення α знаходять за критерієм Нуссельта. Якщо горизонтальна поверхня тепловіддачі звернута донизу, то величину знайденого α потрібно зменшити на 30 %.

Приклад. Знайти втрати теплоти вертикальним паропроводом діаметром    d = 100 мм і висотою h = 4 м, якщо температура його поверхні
t1 = 170ºC, а  температура середовища t2 = 30ºC. 

Визначальна температура:

tв = 0,5(t1 + t2) = 0,5 (170 + 30) = 100ºC.

Фізичні параметри та критерій Прандтля:

λ = 3,210·10-2 Вт/м·К= 2,313·10-5 м2/с; Pr = 0,688.

Критерій Грасгофа:

Добуток:

Критерій Нусельта для вихрового режиму:

.

Коефіцієнт тепловіддачі:

.

Площа поверхні паропроводу:

 м2.

Втрата теплоти паропроводом:

 Вт.

 

 

 

 


 

ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ. 1.2.1. Розрахункові формули і приклад розрахунку

ВІЛЬНА КОНВЕКЦІЯ. 1.2.1. Розрахункові формули і приклад розрахунку

У на ведених рівняннях к ритерій

У на ведених рівняннях к ритерій

Критерій Нусельта для вихрового режиму:

Критерій Нусельта для вихрового режиму:
Скачать файл