Закон теплоотдачи (Закон Ньютона-Рихмана).

Конвективный перенос теплоты – перенос теплоты в среде с неоднородным распределением скорости и температуры, осуществлённый макроскопическими элементами среды в процессе их перемешивания:

.

Различают свободную (естественную) конвекцию – движение жидкости из-за разности плотностей ее нагретых и холодных слоев и вынужденную – под воздействием внешних сил (насоса - для жидкостей, вентилятора или компрессора – для газов.

Прежде чем записать систему решаемых уравнений сделаем замечания относительно потока среды. Считаем что среда, в которой длина свободного пробега частицы l, отнесённая к характерному размеру тела: (Число Кнудсена) является неразреженной и для нее можно использовать дифференциальные уравнения сохранения. В противном случае, среда будет разреженной, и частицы будут проскальзывать вдоль стенки. Для компонента скорости и температуры для неразреженной среды на стенке используется условие прилипания, т.е.:

Тогда на стенке тепло передается только теплопроводностью:

.
Для расчета теплообмена между стенкой и окружающей жидкостью используется соотношение теплоотдачи (закон Ньютона-Рихмана): ,

где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м²К; t _cт - температуры стенки° С, t _ж - температура жидкости.

.

32. Дифференциальные уравнения конвективного теплообмена. Уравнения: неразрывности, движения, сохранения тепловой энергии.

Для расчета конвективного теплообмена необходимо решать систему уравнений: неразрывности, три уравнения движения, уравнение энергии.

Ниже приведена система уравнений конвективного теплообмена в обобщенном виде.

Уравнение неразрывности:

.

Уравнение конвективной диффузии:

.

Уравнение энергии:

.

Уравнение движения:

,

где

Приведенная система уравнений в приближении пограничного слоя записывается как обоснованно упрощенная.

Уравнение неразрывности:

.

Уравнение концентрационной диффузии (уравнение массоотдачи):

.

Уравнение энергии:

.

Уравнение движения:

.

Дата добавления: 2015-08-05