Расчёт тепловых коэффициентов
Лекция 29. Расчёт тепловых коэффициентов
1) Расчёт тепловой проводимости стенок и оболочек различной конфигурации.
а) стенка плоская б) цилиндр в) шар
Рис.5.13. Стенки различной формы.
Нетрудно найти тепловые сопротивления для оболочек различных форм:
; ; , (5.24)
где d - толщина плоской стенки; l1 и l2 – внутренний и внешний радиусы цилиндрической и шаровой оболочек; SП – площадь стенки, нормальная тепловому потоку; L – длина цилиндра. При этом надо учитывать, что для диэлектриков l<1, а для металлов l>>1.
2) Лучистый теплообмен.
Рекомендуемые материалы
а) между неограниченными плоскопараллельными пластинами.
Приведённая степень черноты и коэффициент облучения равны
; j12= j21=1 (5.25)
б) тело и оболочка
(5.26)
в) теплообмен в замкнутой системе из двух вогнутых серых тел
(5.27)
3) Конвекция различных тел в неограниченном пространстве:
а) тонкие стержни, провода
- коэффициент конвективного теплообмена,
где d – диаметр проводника в метрах.
Таблица 5.2. Значения А1 для воздуха и воды
Среда | Значение А1 при температуре tm, °C | ||||||
0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | |
Воздух Вода | 0,291 9,35 | 0,295 13,1 | 0,300 15,7 | 0,306 17,6 | 0,310 19,0 | 0,315 20,0 | 0,320 - |
б) Если определяющий размер L плоской или цилиндрической поверхности и её температурный напор (t-tc) удовлетворяют неравенству
,
то движение жидкости подчиняется закону степени ¼, в противном случае имеет место теплообмен по закону степени 1/3.
Таблица 5.3. Расчетные формулы для коэффициентов теплообмена тел
в условиях естественной конвекции в неограниченной среде
Рассматриваемое тело | Закон степени 1/4 | Закон степени 1/3 |
Шары, горизонтальные цилиндры с диаметром d | ||
Вертикальные пластины, цилиндры с высотой h | ||
Горизонтальные пластина, рассеивающая тепловой поток вверх; lmin – минимальный размер пластины | ||
Горизонтальная пластина, рассеивающая тепловой поток вниз |
В коэффициенты А2 и А3 вошли все физические параметры среды:
, (5.28)
. (5.29)
Таблица 5.4. Значения А2 для воздуха и воды
Среда | Значение А2 при температуре tm, °C | |||||||||
10 | 20 | 30 | 40 | 60 | 80 | 100 | 120 | 140 | 150 | |
Воздух Вода | 1,40 90 | 1,38 105 | 1,36 127 | 1,34 149 | 1,31 178 | 1,29 208 | 1,27 227 | 1,26 - | 1,25 - | 1,245 - |
Таблица 5.5. Значения А3 для воздуха и воды
Среда | Значение А3 при температуре tm, °C | ||||||
0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 | 150 | |
Воздух Вода | 1,69 102 | 1,61 198 | 1,53 290 | 1,45 363 | 1,39 425 | 1,33 480 | 1,23 610 |
Выражение для коэффициента теплопередачи k через плоскую и цилиндрическую прослойку, заполненную воздухом примет вид:
Рассмотрим теперь конвективную теплопередачу внутри ограниченного объёма, имеющего форму параллелепипеда, одна грань которого имеет температуру t1, а остальные грани – t2, причём t1>t2. Коэффициент конвективно-кондуктивной теплопередачи через такую прослойку, заполненную воздухом, находим по формуле:
(5.30)
Здесь l1, l2 – размеры нагретой грани; d - толщина прослойки; N – коэффициент, учитывающий ориентацию нагретой грани (вертикально Nв=1,0; горизонтальная Nг=1,3).
Коэффициент А5 зависит от температуры tm=0,5(t1+t2) и для воздуха равен:
tm, °C | 0 | 50 | 100 | "Химическое равновесие в гетерогенных процессах. Правило фаз Гиббса-Коновалова. Константа равновесия для гетерогенной реакции" - тут тоже много полезного для Вас. 200 |
A5 | 0,63 | 0,53 | 0,56 | 0,44 |
Рекомендуемые лекции
- Химическое равновесие в гетерогенных процессах. Правило фаз Гиббса-Коновалова. Константа равновесия для гетерогенной реакции
- Экономические основы методов расчета размера лесопользования
- 8 Накопители информации
- 12 Основные отличия эмпирического и теоретического уровней исследования
- 25 - Инженерно-геологические изыскания