10. Теплопередача конвекцией

Конвективным теплообменом, или теплоотдачей, называется перенос тепла между поверхностью твердого тела и жидкой средой. При этом перенос тепла осуществляется одновременным действием теплопроводности и конвекции. Процесс переноса тепла при конвекции связан с переносом самого вещества, поэтому она возможна лишь в жидкостях и газах, частицы которых могут легко перемещаться. По природе возникновения различают два вида движения — свободное и вынужденное. Свободным называется движение, происходящее вследствие разности плотностей нагретых и холодных частиц жидкости в поле тяжести. Вынужденным называется движение, возникающее под действием посторонних возбудителей.

Внутри промышленных печей перемещение частиц потока происходит в основном за счет движения потока печных газов в целом, а не за счет изменения плотности. Это вынужденная конвекция.

Интенсивность конвективного теплообмена характеризуется коэффициентом теплоотдачи α, который определяется по формуле Ньютона: Q = αF (tс – tж) .

Процессы теплоотдачи неразрывно связаны с условиями движения жидкости. Как известно, имеются два основных режима движения (течения): ламинарный и турбулентный.

режим течения жидкости определяется не только одной скоростью, а особым безразмерным комплексом – число Рейнолъдса Re=ωl/ν.

Переход ламинарного режима в турбулентный происходит при критическом значении этого критерия Reкр . С физической точки зрения теплопередача конвекцией представляет двухстадийный процесс, поскольку характер движения газов у поверхности нагрева и в некотором удалении от нее принципиально отличен. Движение газов у поверхности в пограничном слое носит ламинарный характер, тогда как в отдалении оно обычно является турбулентным. Однако, при любом виде турбулентности в тонком слое у поверхности из-за наличия вязкого трения течение жидкости затормаживается и скорость падает до нуля. Этот слой принято называть вязким подслоем.






Чтобы не видеть здесь видео-рекламу достаточно стать зарегистрированным пользователем.
Чтобы не видеть никакую рекламу на сайте, нужно стать VIP-пользователем.
Это можно сделать совершенно бесплатно. Читайте подробности тут.