Оглавление:
Турбулентный перенос тепла на вертикальной пластине
- Интегральные уравнения энергии (11-3) и (11-4) также могут быть использованы для расчета теплопередачи за счет свободной конвекции в этой части поверхности. Вертикальная пластина, покрытая турбулентным пограничным слоем[l. 214]. Профили скорости и температуры, измеренные в таких пограничных слоях, могут быть хорошо представлены следующими приближениями: = «. [’- (т) ’ «р’ −12 ’ «=»■（+）» «（ ’-Т) ’-1» ’|3⁾ В случае вынужденного течения из этих уравнений невозможно получить трение и тепловой поток из-за градиента указанных напряжений на поверхности.
Поэтому нам необходимо заменить последний член в формулах (11-3) и (11-4) на tjp и qwlpcp и найти значения этих параметров экспериментально. Вблизи стенки следует ожидать, что отношение связывающего напряжения трения и теплового потока стенки к температуре и скорости в этой области одинаково как для вынужденной, так и для свободной конвекции. Уравнение (11-13) было выбрано специально для того, чтобы иметь тот же вид w = (///b) 1, иметь турбулентность в приповерхностной области (6-32).
Внутренняя энергия системы есть однозначная, непрерывная и ограниченная функция состояния системы. Людмила Фирмаль
Вынужденный поток; поэтому предполагается, что уравнение (6-33) представляет собой напряжение трения на стенке. Правильным решением для теплового потока стен является: ^ =х0, 0228рСЛ₁«ш (- ^у/⁴(РгГ2/3- (11-Н） Эта зависимость исходит из аналогии Рейнольдса с поправочным членом (pr) _2 / 3, чтобы учесть отклонение Рейнольдса от аналогий для чисел pradtl, отличных от 1. Учитывая эти уравнения, решение интегрального уравнения энергии осуществляется точно так же, как и в случае ламинарного пограничного слоя.
Для получения дополнительной информации об этом расчете см. [l. [213]. В результате вы получите следующее решение: nuₓ= 0. 0295 (grj, ; ⁵ (pr) ⁷y⁵[l + 0. 494 (pr) 2 ′ 3]-2/ С. (11-15） Часто используется эмпирическая зависимость. Nuₓ= c (prgrₓ) 1/3. (11-16） Значение константы c составляет 0, 10 для воздуха и 0, 17 для воды. Объем gif и pr в эксперименте недостаточен, чтобы определить, какое из вышеупомянутых 2 выражений лучше всего соответствует эксперименту. Эксперимент по изучению поверхности шлама и естественной конвективной теплоотдачи жидкости, заполнившей его, проводится по данным Э. Игмидта [l. 215].
- При поглощении тепла средняя температура жидкости со временем повышается, что делает весь процесс нестабильным. Однако, поскольку речь идет о пограничном слое поверхности и коэффициенте теплопередачи, его можно считать квазистационарным. В качестве жидкостей использовались спирт, гликоль и вода. Продукт диапазон значений г ^ пр от 3-10⁸ до 5-1011. Результат сводился к следующему соотношению: nud = 0. 098 (grdpr) ⁰ ’3⁴⁵ .
Видно, что коэффициент теплопередачи очень близок к коэффициенту турбулентной естественной конвекции на вертикальной пластине (см. Формулы (11-15) и (11-46) ). §Расчетные методы, аналогичные § 1-1 и 11-2, также используют для получения информации о локальном теплопередаче поверхности вращающегося диска[l. [216]. Влияние изменения свойств газов на свободный конвективный теплообмен газов учитывалось путем введения характеристик в предыдущую зависимость при начальной температуре. / * = ^ — О, 38 (/ П- / О） Е. М. Воробей (/o температура вне пограничного слоя) [л. 217]. Пример 11-1.
В аксиоматической системе Л. Тиссы набор постулатов термодинамики дополнен утверждением о том, что внутренняя энергия ограничена снизу, и что эта граница соответствует абсолютному нулю температуры. Людмила Фирмаль
Одна сторона вертикальной стенки нагревается паром до температуры 93, 5°С. С другой стороны, имеется воздух с давлением 1, 02 кг / см2 и температурой 20°c. it необходимо рассчитать локальное значение коэффициента теплоотдачи в условиях свободной конвекции на расстоянии 203 мм от нижней кромки стенки. Из таблицы приложений вы можете увидеть следующее: * v = 2. 25 * 10-⁵м2/ с; А. = 0, 027 ккал} МН РГ = 0. 694. Коэффициент объемного расширения ^ = 1 /Г Т. = 1/293. Отсюда Итак, пограничный слой является слоистым. Из Формулы (11-7) ： Толщина пограничного слоя равна 3 = 13, 8 мм.
Формула (Н-8) дает значение коэффициента теплопередачи Х 0, 027. A = 2 = 2 q-q ’ / 33 = 4, 0 ккал /m1-h-град. Среднее значение коэффициента теплопередачи стенки длиной 0, 203 л. < x = 4a / 3 = 5, 3 ккал} мг-Н-град. Средний коэффициент теплопередачи для горизонтальной трубы диаметром d = 81, 3 мм равен этому же значению. Максимальную скорость движения воздуха в пограничном слое на расстоянии 0, 203 м от нижней кромки стенки можно определить по формуле (11-5). Если ввести критерий глашова в правильную часть, то он будет выглядеть так: «Максимум= ⁰ • ⁷⁶⁰» г (°*⁹⁵2 + ргг1 / 2 (gr), / 2=0, 4 мджсек. Из-за низкой скорости, даже небольшое увеличение скорости воздуха значительно влияет на увеличение коэффициента теплопередачи. Это следует иметь в виду при решении реальной проблемы.
Смотрите также:
