Григорьев В.А., Зорина В.М. - Тепло- и массообмен. Теплотехнический эксперимент. Справочник (1982) (1062114), страница 81
Текст из файла (страница 81)
зоитзльпого инлиидра — лиаметр Ш; для горизонтальной пластины — наименьший размер в плане 0,45 1,13 0 0,125 Гладкая !иеоребреиная) поверхность в болг.. шом объеме + ) В (! х !г !.г !х)(!.у !и) + 6 6 )п= х гг рт ! 5 10' + 661пух гг га ! х у где Лм Лю Л,— коэффициенты теплопроводиоств оболочки в направлениях х,у,г. Если толщины всех шести стенок оболочки и коэффициенты теплопроводности одинаковы (бх1=6„,.=6,, !.,— 1,=!.„— !з=Лз — 1* 26, Л*=.Лн=Л,=Л), то вмражеиие (5.10) принимает более простой вид: !.г !и !.и !г 1-х !г 2Л !., !р !. !и — '" !и— !.р ! !'г !х Для куба в кубе с совмешеииымн центрами выражение (5.11) переходит в следующее: О == 6Л!.†.
6 В месте коитаита поверхностей двух тел поток теплоты преодолевает термическое сопротивление, вызванное иеплоскопараллельвостью и волнистостью поверхностей, а если последние устранены, то иикроиеровностями обеих поверхностей, Ориентировочные значения коэффициента теплопередачи йи контакта различ. иых пар коитактиру)ощвх, материалов приведены в табл. 5.2. Для вертикальных нлзстнн и цилиндров 1 равно высоте; для горизонтальных цплииДРоа 1 Ць гДе Па — диаметр; для шара 1 ба)21 дл» прямоугольных тел 1Я )Д гор + угвсрт где !гор' гверт горизонтальный н вертикальный раз. меры тела Метода расчета теплаобмепа 285 Рис.
5.9. Схема установки ребристых радиаторов. а — продольное потек»пи»; б — ппппре»поь потек»»кап л — пллстппм; » — с»па»лапе; à — реб- ро; а — кожух. Тепловые коэффициеиты для тел с распределеивыми и сосредоточеииыми ьсточииками зиергии можио рассчитать, воспользовавшись рекомсидациями [9, 10]. Б. Конвективиый перенос теплоты. В теплообмеие между поверхиостью твердого тела и окружающей средой тепловой поток рассчитывается по формуле »7! = (т — Т ) Р ° (блз) Из сравиеиия (5.6) и (5.13) иаходим тепловой коэффициеит для этого случая переиоса теплоты: 1 П!ж = (5. 14) и»ж Р» Если между поверхиостью тела и окружающей средой отсутствуют источиики или стоки зиергии, то П»к представляет собой термическое сопротивлеиие, т.е.
1 )с»ж — — —, а»ж — — и»ж Рг. (5.15) и»ж Р! Если коивективиый теплообмеи происходит через жидкую или газообразиую прослойки, ограиичеииую поверхностями Р» и Р» с температурами Т,» и Т ь то 1 )7!1= —, а»у=й»1Р;, (5.16) йПР» ' где йы — коэффициеит теплопередачи. При охлаждеиии свободиой коивекцией число Нуссельта определяется из зависимости (см. также $2.9): 1(п = с (Пг Рг)" .
(5.!7) Зиачеиия с и а (табл. 5.3) зависят от геометрии поверхности и природы потока. Коэффициеит теплоотдачи при свободиой коивекции для мелких близкорасположеииых радиодеталей может быть рассчитаи с помощью уравиеиия [!5] (ь!и = 1,45(Пг Рг)~' . (5.!8) В качестве определяющих размеров миииатюриых ламп, реле и трансформаторов рекомеидуется прииимать их высоту. Для пластиичатых' радиаторов с вертикальио расположеииыми ребрами можно использовать следующие расчетиые зависимости [25]: Хи=1,4[У(1+0,113 С»г Ц1.)+0,33 Ог 1!!.— — (1+ 0,113 Пг 1!7.)~ при СмЦ!. < 7; Хи = 0,64+0,023Пг 1!1, при 7~ <; Пг 1/Ь < 20; Хи = 0,5Ст)Ц.
при Пг1Я > 20, где Š— длина ребра; 1=512 (5 — расстояиие между ребрами). Теплофизические свойства определяются при Т-(Т;+Т- 72. При давлеиии воздуха, отличном от иормальиого (О,! МПа) коэффициент коивективиого теплообмеиа определяется по формуле [!О, 1!]» ир — вЂ и» (р/0,1)о'з, (5.19) где и«вЂ коэффициент коивективиого теплообмена при иормальиом давлеиии воздуха.
Расчет тепловых козффициеитов при охлаждении свободиой коивекцией «больших» элемевтов РЭА сводится, главиым образом, к расчету оребреииых (рис. 5.9, 5,10), или, в частном случае, — гладких поверхиостей (см, подпараграфы 2.3.1 и 2.3.5.). Если ПгР»=10-» —:5 1О', то коэффициеит иоивективиого теплообмеиа может быть получеи по формуле и=Ах( ) . (5.Й)) Зиачеиия А, для воды и воздуха приведеиы в табл. 5.4. В табл. 5.5 приведены расчетиые формулы для коэффициеита коивективиого теплообмеиа различиых тел, иаходящпхся в иеограиичеииой среде, в условиях свободиой коивекции; зиачеиия иеобходимых для расчета козффициеитов приведеиы в табл.
5.6 и 5.7. При рассмотрении теплообмеиа плоской и цилиидрических поверхностей в иеа» Геплообмен в родиозлекгроннои аппаратуре Равд. Б 286 Рнс. 5.10. Характерные размеры штыревых радиаторов, температурный напор 1,— 1,а удовлетворя- ют неравенству ограниченном пространстпе следует раз. лнчать два случая. Если определяющий размер 1, м, плоской илн цилиндрической поверхности н сс /0,840 13 /о — 1ж < ~ ~ (5 21) ~ 1 Таблица 6.4 Значения коаффнциента А, в формуле (6.20) (9) ТемпеРатуРа среды /,и, 'С СреДа юо 80 0,320 О,ЗОО 15,7 Таблица 5.5 Расчетные формулы для коэффициентов теплоотдачн тел в условних свободной конвекцнн в неограниченной среде (9) Закон степени 1/4 Закон степени 1/3 Рассматранаемое тело а=А( — ~) а=.4а(1 — 1 )аж Шары, горизонталь.
ные цилиндры с днаметром Но а=А(~с ™) а=Аз(/и — /ж)хм Вертикальные нластнны, цилиндры с высотой й аее1,3Аз( с „) а=1 ЗАз(/с /ж)1Р Горизонтальная пла- стяна, рассеивающая тепловой поток вверх а=О 7Аа(/с — 1ж)"8 Горнзонтальнвя пластнна, рассеивающая тепловой патон вняв * Меньший размер пластины. Воздух Вода 0,291 9,35 0,295 13,1 0,306 17,6 0,310 19,0 0,315 20,0 Методы расчета теалообмгиа 287 Таблица 66 Значения коэффициента Аз в формулах табл. 5.5 для воздуха н воды [9] тегжергтура спелы Т . 'с за ю Воздух Вода 1,34 149 !.31 178 1,29 205 1,27 227 1,26 1,40 90 1,38 !05 1,36 127 1,25 1,245 Таблица 57 Значения коэффициента Аз в формулах табл. 5,5 для воздуха и воды [9] температура среды г , 'с среда 1Н1 20 зо 1,63 1,45 290 363 1,61 198 1,39 1,33 425 480 1,23 610 Воздух Вода 1,69 102 б 0 50 100 200 0 63 О 58 О 56 О 44 Тж = Тхсвх+ — (5 25) е 2бср то теплоотдача пропорциональна Г, — Г в степени 114, в противном случае†в стеиеии 1/3 [10, 21], Так как прн охлаждении свободной конвекцией числа Пг, Рг, 14п, а следовательно, и коэффициенты конвективного теплообмена зависят ие только от Т , но н от температуры поверхности охлаждения Т„ расчет теплового режима выполняется методом последовательных приближений.
Термическая ирозодимость между аозерхностями тел, отделенных друг ог друга лрослоахой, заполненной жидкостью или газом, определяется значениями коэффициентов теплонередачи через плоскую йм цилиндрическую й и шаровую й„ прослойки, которые имеют вид [10]: ен Хж 2енЛж й = —; й и,) ' ц дз д 1п— дт б (5.22) где е, — коэффициент конвекции; л коэффициент теплопроводности среды в пРослойке пРи темпеРатУРе Гж=0,5(гс1+: +1ез) (см. табл.
2.1, 2.2); здесь гю и 1„— температуры поверхностей, ограничиваю. щих прослойки; б — толщина прослойки; д1 и де†внутренний и наружный диамет- ры цилиндрической и шаровой прослойки. Значение коэффициентов конвекции можно найти из следующих формул: ен — — 1 при ПгРг < 1Оз; е уг (5.23) е„ = Ае б )/ — пРи бг Рг > 1Оз, б где 62=)гсз — Г з[; Ае = Ое!8 ; здесь ([) р )0,2з 1Г2 () — коэффициент объемного расширения; д — скорение свободного падения. онеекгизмая тенлоягредача внутри ограниченного объема, имеющего форму иараллелеаиигда, одна грань которого имеет температуру Ге1, а остальные грани Г,з, пРичем Ге1)1,2 может быть опРеДелена по формуле [9] й=!Ч 6,25 — 5,25 1+ — ' А Х где Зà — коэффициент, учитывающий ориентацию нагретой грани: при вертикальном расположении Ф=ЗГ,= 1,О, при горизонтальном 51=51е 1,3, б — толщина прослойки; 1ь 12 — размеры нагретой грани; Аз в коэффициент, который зависит ат тЕМПЕратурм Гж 0,5(ге1+Гее) И дая Ваэдуха равен: 1, 'С....
А При принудительном воздушном охлаждении за температуру охлаждающего воздуха принимается средняя в пределах теплоотдзющей поверхности температуры воздуха где Т „— температура охлаждающего воздуха на входе в элемент; 6 — массовый расход охлаждающего воздуха; с„— удельная теплоемкость воздуха при по. стоянном давлении (см. табл. 2.20).
Равд. 5 Теплооблен е радиоэлектронной аппаратуре '288 Таблица 5.8 Значении козффнцнента о н показатели степенн пт в формуле (5.27) для теплоотдачн поперечил обтекаемых стержней разной формы [16! Сечение стержни н направление потока~ 0,25 5 !Оа — 1 10в 0,25 2,5 1Оа — 1,5 10а 0,612 5 10а — 1 10в 0,638 0,156 5 1Оа — 1,95.10' 1,95 !Ое †! 1Ов 0,638 0,762 0,162 0,0395 (2,5 — 8) 10а 5 104 — 1 10в О, 699 0,675 0,180 0,104 4-!Оа — 1,5 10а 0,232 0,731 0,096 3 !Оа — 1,6 10' !о91,4 0,6! 3.10а — 2 10а 0,264* О,бб 3!Оа — 2.!04 ' При изменении пеложсннн ссасапя стержня относительно иаправпеина омывающеГо потока коаффичиент теплоотдачи иамеилстс» а ьрсделаа 15$.
О,! — 4 4 — 50  — !. 10 1 !Ов — 5 1ОЗ 5.!Оа — 5 10' ' >5 10а 0,99 0,86 0,59 0,665 0,22 0,026 0,305 0,4! 0,47 0,47 0,60 О,ВО Методы расчета тмглообмюги Рис. 5.11. Характерные размеры петгльно-проволочных радиаторов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
