Конвективный обмен. Закон Ньютона-Рихмана
На практике часто возникает задача определения параметров процесса теплообмена при контакте жидкости с твердой поверхностью.
Теплоотдача – это теплообмен между твердой поверхностью и жидкостью.
2.5.1 Закон Ньютона-Рихмана. Тепловой поток, передаваемый за счет теплоотдачи, пропорционален разности температур поверхности и жидкости, а также площади поверхности теплообмена.
Аналитически закон Ньютона-Рихманаможно представить в виде
, Вт;
, ,
где tc - температура стенки, °С;
tж- температура жидкости, °С;
F – площадь поверхности теплообмена, м2.
α – коэффициент теплоотдачи, который характеризует интенсивность теплоотдачи на поверхности - представляет собой количество теплоты, передаваемое через 1 м2 поверхности при разности температур 1 К:
, .
Коэффициент теплоотдачи α находят путем обобщения большого числа экспериментальных данных для тех или иных условий.
Важным фактором является характер движения среды. Различают естественное или вынужденное движение жидкости. Соответственно различают вынужденную и естественную конвекцию.
Естественное движение жидкости возникает за счет теплового расширения жидкости и изменения ее плотности.
Чем больше разница температур между стенкой и жидкостью, тем больше тепловой поток при естественной конвекции.
Подъемная сила при естественной конвекции возникает из-за разности плотностей. Чем выше температура жидкости, тем меньше её плотность. Слои жидкости, примыкающие к поверхности и имеющие меньшую плотность, поднимаются вверх. Коэффициент объемного расширения для газов . Для инженерных расчетов принимают .
Рисунок 2.6 – Пример распределения температуры жидкости в зависимости от расстояния до твердой поверхности х
при конвективном теплообмене
Дата добавления: 2015-09-11; просмотров: 2196;