Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто
- 30% recurring commission
- Выплаты в USDT
- Вывод каждую неделю
- Комиссия до 5 лет за каждого referral
Задача №3.
Определить потери теплоты за 1 час с 1 метра длины горизонтально расположенной цилиндрической трубы, охлаждаемой свободным потоком воздуха, если известны наружный диаметр трубы d, температура стенки трубы tст и температура воздуха tв в помещении.
Контрольный вопрос: Какими безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплоотдача и каков физический смысл этих чисел подобия?
Решение.
1. Среднюю теплоотдачу при свободной конвекции газа в большом объёме около горизонтальной трубы определяем по уравнению:
Nu = C*(Gr*Pr) n,
где
Nui = α*lo/λ;
Gr = gβ∆Tlo3/ν2; Pr = ν/a
Отсюда
α = Nu*λ/d.
Потери теплоты определяем по формуле:
q = α*F*∆T;
∆Т = Тст – Тв; Тст – постоянная температура стенки трубы; Тв – температура воздуха в помещении; F – площадь поверхности теплообмена; lo = d – диаметр трубы; λ – теплопроводность воздуха; g – ускорение свободного падения; β = 1/Тр – температурный коэффициент объёмного расширения; ν – кинематическая вязкость.
Физические свойства λ, ν, β выбираем при температуре Тр = 0,5*(Тст + Тв).
Контрольный вопрос: Какими безразмерными числами (критериями) подобия определяется конвективная теплоотдача и каков физический смысл этих чисел подобия?
Ответ.
Уравнения конвективного теплообмена и их решения, а также результаты экспериментального изучения конвективного теплообмена принято представлять в виде зависимостей между безразмерными комплексами – критериями (или числами) подобия.
Приведение математического описания процесса и расчётных соотношений к безразмерному виду позволяет выявить условия подобия и сопоставимости процессов, сокращает число переменных и постоянных величин, определяющих процесс; в случае экспериментального исследования позволяет свести к минимуму число величин, которые необходимо варьировать в опытах; указывает компактный и рациональный способ обобщения экспериментальных данных, даёт возможность, не решая исходную систему дифференциальных уравнений, анализировать предельные случаи и установить критерии подобия, которые характеризуют наиболее существенные особенности процессов в данных конкретных условиях.
Для стационарных процессов конвективного теплообмена применяются следующие безразмерные числа:
число Нуссельта
Nu = qc*lo/ (λ*∆T) = α*lo/λ;
число Стантона
St = α/cp*ρ*ω,
выражающие интенсивность теплоотдачи (безразмерные коэффициенты теплоотдачи);
число Рейнольдса
Re = ωo*lo/ν,
характеризующее соотношение сил инерции и сил вязкости в потоке;
число Прандтля
Pr = μ*cp/λ = ν/a,
Физический параметр, характеризующий соотношение молекулярных свойств переноса количества движения и теплоты;
число Пекле
Pe = Re*Pr = ωo*lo/a,
характеризующее соотношение конвективных и молекулярных потоков теплоты при конвективном теплообмене;
число Грасгофа
Gr = gβ∆Tlo3/ν2,
характеризующее эффективность подъёмной силы, вызывающей свободноконвективное движение вязкой жидкости.
Основные порталы (построено редакторами)