Раздел 11. Конвективный теплообмен

, Вт (13.1)

Формула (13.1) выражает закон Ньютона-Рихмана,

где a – коэффициент теплоотдачи (коэффициент конвективного теплообмена), ;

t_ж, t_ст – соответственно температура жидкости и стенки

Решение задачи конвективного теплообмена сводится к нахождению коэффициента a. В принципе эта задача сводится к составлению и решению системы дифференциальных уравнений конвективного теплообмена:

1. Уравнение теплообмена.

2. Уравнение энергии.

3. Уравнение движения жидкости (уравнение Навье-Стокса)

4. Уравнение неразрывности.

Однако эта система настолько сложна, что в настоящее время есть решения только для некоторых простых частных случаев. В этом случае на помощь приходит эксперимент. Однако, при проведении эксперимента нужно ответить на следующие вопросы:

1. Какие величины надо измерять в опыте?

2. Как их обрабатывать?

3. Как переходить от модели к натурным объектам?

На все эти вопросы отвечает теория подобия. Имеются константы подобия.

Подобие физических явлений означает, что для физических величин характеризующих эти явления, существуют константы подобия.

При этом считается, что выполняется геометрическое подобие и временное подобие.