![]() Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
![]() Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
![]() |
Естественная конвекция
Естественная или свободная конвекция происходит в газах или жидкостях с переменной плотностью в поле массовых сил, например, в поле земного тяготения. При этом возникают силы плавучести (Архимеда). В реальных условиях механизмы естественного и вынужденного переноса тепла могут действовать одновременно. Соотношение между тепловыми потоками, вызванными естественной и вынужденной конвекцией оцениваются отношением сил плавучести пропорциональных ∆ρqh (где ∆ρ - разность плотностей в точках, разделенных расстоянием h, q - ускорение свободного падения) и сил инерции пропорциональных ρU2. Это отношение называется числом Ричардсона. При малых относительных изменениях плотности Разность плотностей ∆ρ = ρ – ρ0 выражают через разность температур
где Критерием, определяющим интенсивность теплообмена при естественной конвекции, является число Грасгофа, которое характеризует соотношение сил плавучести и вязкости При обработке опытных данных о теплоотдаче при естественной конвекции используется также число Рэлея В модели Буссинеска изменение плотности учитывается лишь при определении массовой силы плавучести.
где Тогда уравнение плоского движения в проекции на ось х при условии запишется в виде
Естественная конвекция вблизи твердой стенки в большом объеме обладает свойствами пограничного слоя. Однако поле скорости непосредственно связано с распределением температуры. Рассмотрим ламинарное течение в пристенном слое вблизи нагретой вертикальной пластины в неограниченном пространстве. Уравнения пограничного слоя для стационарных свободноконвективных течений имеет вид: - уравнение неразрывности
- уравнение движения в проекции на ось х
- уравнение энергии
Для решения (9.3) – (9.5), следуя Польгаузену, переходит к новым переменным
где ψ (х,у) - функция тока, Проекции скорости в этих переменных выражаются следующим образом
Тогда из (9.6), (9.7) получим два обыкновенных дифференциальных уравнения:
Система (9.8) решается при следующих граничных условиях
Уравнения (9.8) с граничными условиями (9.9) решаются численно или методом интегральных соотношений. Полученное численное решение после перехода к исходным физическим переменным
и среднее число
где Для расчета теплоотдачи от пластины, установленной с учетом наклона между нижней теплоотдающей поверхностью пластины и вертикалью φ
где Для обращенной вверх нагретой пластины
где Для турбулентной естественной конвекции установлена критериальная зависимость
где Pr=2.4-118, При расчете конвективной теплоотдачи за счет механизма естественной конвекции для вертикальных пластин, горизонтальных и вертикальных цилиндров, шаров применяется формула
где характерный размер для вертикальных пластин и цилиндров – высота, а для горизонтальных цилиндров и шаров – диаметр, физические параметры определяются при Эмпирические константы С и n различные в разных диапазонах по числу Рэлея:
- режим псевдотеплопроводности (10-3<Ra<5∙102), С = 1, 18, - режим сформировавшегося ламинарного слоя
- переходный и турбулентный режим
При естественной конвекции в ограниченном пространстве толщина слоя соизмерима с размерами пространства. Поэтому перенос теплоты существенно зависит от формы этого пространства. В слое жидкости или газа с температурой нижней пластины Т2 > Т1, расположенном между двумя плоскими горизонтальными пластинами, отстоящими на расстоянии δ, естественная конвекция возникает при
где При
где Режим развитой ламинарной конвекции наблюдается при
В переходном режиме
При
В формулах (9.17) – (9.20) в качестве определяющей принята температура
Удельный тепловой поток через рассмотренный щелевой зазор δ находится по формуле
где Следует отметить, что численные решения уравнений Навье-Стокса удовлетворительно согласуются с обобщенными экспериментальными данными (9.17) – (9.20). Рассмотрим конвекцию воздуха в вертикальном щелевом зазоре δ между плоскими пластинами высотой h (h / δ = 10) имеющими температуры Т1 и Т2 > Т1 при Для капельных жидкостей при
Для воздуха при
В формулах (9.22) и (9.23) характерный размер – ширина щели δ,
Date: 2015-05-09; view: 1385; Нарушение авторских прав |