Основні закони теплового випромінювання і конвективного теплообміну
Види конвекції
теплове випромінювання конвективний теплообмін
Розрізняють вимушену конвекцію і вільну, або природну. Вимушена конвекція обумовлена ​​зовнішніми причинами, наприклад, дією вентилятора, насоса, компресора і т.д. Вільна конвекція обумовлена ​​самим процесом тепло-чи масообміну, а саме силами, що виникають внаслідок неоднорідності поля щільності, що в свою чергу пов'язано з неоднорідністю поля температур (при теплообміні) або концентрацій (при масообмінного). p align="justify"> Конвективна тепловіддача грає важливу роль при нагріванні матеріалів в низькотемпературних печах, іноді й у високотемпературних (наприклад, в ковпакових печах для нагріву рулонів). Вимушена конвекція основну роль грає, як правило, в робочому просторі (тобто всередині) печей, вільна конвекція визначає тепловіддачу від зовнішніх огороджень печей в навколишнє середовище. p align="justify"> Для опису процесів конвективної тепло-і массоотдачі використовують формулу Ньютона (для тепловіддачі):
(1)
і відповідний вираз для процесу массоотдачі
, (2)
де b - коефіцієнт массоотдачі, м/с, r - парціальна щільність.
Основні труднощі при розрахунку процесів конвективної тепло-і масопередачі полягає в знаходженні коефіцієнтів a і b, які визначають за допомогою емпіричних формул.
У більшості випадків формули записують у безрозмірному вигляді з використанням критеріїв:
Критерій Фур'є
Критерій Пекле,
(де w - швидкість руху середовища, м/с; l - характерний геометричний розмір: при русі в трубах - діаметр труби, при обтіканні тіл - його розмір).
Критерій Прандтля,
(де n - кінематичний коефіцієнт в'язкості).
Критерій Рейнольдса,
Критерій Грасгофа (у випадку вільного руху),
(де b - коефіцієнт об'ємного розширення).
Критерій Нуссельта,
(де l - характерний розмір тіла, омиваного конвективним потоком).
При конвективної тепловіддачі основним завданням є визначення коефіцієнта тепловіддачі a. Тому досвідчені дані зазвичай обробляють у вигляді критеріальних рівнянь, а саме:
В
або
.
Вимушена конвекція
Рух реальної рідини може відбуватися у двох принципово різних режимах - ламінарному (цівки газу переміщуються паралельно одна інший, не перетинаючись) і турбулентному (або вихреобразное).
Межі існування ламінарного і турбулентного руху визначаються критерієм Рейнольдса.
Якщо критерій Рейнольдса менше нижнього критичного значення 2300,
то режим руху такого пот...
