double arrow

Теплоотдача при обтекании плоской поверхности (пластины)


 

Когда температура поверхности пластины tС и температура набегаю­щего потока tЖ различны, между поверхностью и потоком жидкости проис­ходит процесс теплообмена. Согласно закону Ньютона-Рихмана тепловой поток пропорционален величине температурного напора Δt = (tC – tЖ).

Коэффициент теплоотдачи α зависит от гидродинамической картины и режима течения жидкости, расстояния от передней кромки пластины и теплофизических свойств среды.

В результате обобщения многочисленных опытных данных по тепло­отдаче при продольном обтекании пластины различными жидкостями были получены следующие критериальные уравнения:

1) При ламинарном режиме течения в пограничном слое (Re < 4∙104) для определения местного коэффициента теплоотдачи αХ критерий Нуссельта находят по формуле:

(11.9)

Критерии Прандтля и Рейнольдса определяют по следующим соотношениям:

(11.10)

(11.11)

где: l – длина пластины, м;

W0 – скорость потока, набе­гающего на пластину, м/с.

vж и vCкинематический коэффициент вязкости соответственно при температуре жидкости tж и поверхности (стенки) tС (см. приложение 7, 8, 9, 10), м2/с;

аж и аCкоэффициент температуропроводности жидкости соответственно при температуре жидкости tж и поверхности (стенки) tС (см. приложение 7, 8, 9, 10), м2

 

2) При ламинарном режиме течения для определения среднего по длине пластины коэффициента теплоот­дачи α критерий Нуссельта находят по формуле:

(11.12)

3) При турбулентном режиме течения в пограничном слое (Re > 4∙104) для определения местного коэффициента теплоотдачи αХ критерий Нуссельта находят по формуле:

(11.13)

4) При турбулентном режиме течения для определения среднего по длине пластины коэффициента теплоот­дачи α критерий Нуссельта находят по формуле:

(11.14)

5) Для воздуха критерий Прандтля равен Рr = 0,71 и мало изменяется с изменением температуры. Поэтому в случае обтекания пластины воздухом или двухатомным газом определение критерия Нуссельта для среднего коэффициента теплоотдачи α упрощается:

а) при ламинарном движении в пограничном слое (Re < 4∙104):

(11.15)

б) при турбулентном режиме течения в пограничном слое (Re > 4∙104):

(11.16)

Мест­ный коэффициент теплоотдачи αХ определяется из соотношения:

(11.17)

где λЖ – коэффициент теплопроводности жидкости (см. приложение 7, 8 ,9, 10), Вт/(м∙К).

Средний по длине пластины коэффициент теплоот­дачи α определяется из соотношения:

(11.18)

 


Сейчас читают про: