A hőátadási tényező, és példák a általános képletű

Meghatározása a hőátadási tényező és a képlet

Konvekció - hőcserélő a részek között a folyadék (gáz), eltérő hőmérsékletű között vagy a folyadék (gáz), és egy szilárd anyagot kapunk. Konvektív hőátadás között a folyadék és a szilárd nevezik emissziós.

A hőátadási tényező az úgynevezett fizikai mennyiség, amely jellemzi az intenzitását hőátadó ismert hőmérsékletű.

Ez az arány gyakran használják folyadék dinamika, amikor a vizsgálatot konvektív hőátadás. gyakran betűvel jelöljük. Együttható:

ahol - a sűrűsége a hőáramlás - hőmérséklet-különbség. A mennyiség q - az a hőmennyiség, amelyet továbbítani egy egységnyi területe testfelület egységnyi idő. vannak mind a hőmérséklet-különbség a folyadék modul és a testfelület. Előfordul, hogy a hőmérséklet-különbség például, abban az esetben, áramlási test körül összenyomható folyadék, tartják különbséggel egyenlő modulo a folyadékot a testhőmérséklet és a test felületi hőmérséklete, ami a melegítés nélkül.

A hőátadási tényező függ a hőhordozó áramlási sebessége, a fajta áramlás, ami a geometria a szilárd felület, stb Ez egy olyan komplex érték, és ez nem határozható meg a következő általános képlettel. Jellemzően hőátbocsátási megtalálható kísérletileg.

Így egy szabad levegő konvekciós körülmények: (W / m 2 K), víz (W / m 2 K). Amikor kényszerített konvekciós áramlás hőátadási együttható értékek tartományon belül: levegő (W / m 2 K) a víz (W / m 2 K).

Formula Richman Newton

A hőátadási koefficiens szerepel a kifejezés a hőáramlás az anyag folyékony vagy gáz halmazállapotú közeg intenzív hőmérséklet-változás a távolság növelésével a lehűtött vagy fűtött tárgy:

ahol - a hőmennyiség, amely a felületből eltávolított, amelynek területe S, - az anyag hőmérsékletének (folyadék, gáz), - a hőmérséklet a testfelület. Expression (2) nevezzük Newton általános képletű - Richman.

Mivel a hőátadás sebessége is változtatható mentén mozgó érintkezési területe a folyékony hordozó egy szilárd felületre, adjuk helyi hőátadási tényező, amely egyenlő:

A gyakorlatban gyakran használják az átlagos hőátadási tényező számítása az alábbi képlet szerint:

ahol figyelembe az átlagos hőmérséklet a felület és az anyag.

A differenciálegyenlet hő

Differenciálegyenlet mutatja az összefüggést a hőátadási tényező és a hőhordozó közeg hőmérséklete a területen (folyadék vagy gáz):

ahol - a hőmérséklet-gradiens, az index n = 0 azt jelenti, hogy a gradiens töltés a falon.

Nusselt száma

Nusselt száma () egy jellemző hőcserélő a határ között a folyadék és a fal:

ahol - jellemző lineáris méret, - a folyadék hővezető. A steady-state folyamat a Nusselt szám, dimenziómentes egyenlete segítségével konvektív hőátadás:

ahol az állandók. - Reynolds - Prandtl kritérium - a kritérium Grashof.

A hőátadási tényező és kapcsolata a hőátadási tényező

Hőátadási tényezővel keresztül sima fal csatlakozik a hőátadási tényezők az expressziós:

ahol - hőátadási tényező, az első fluidum a falra, - hőátadási tényező a fal a második közeg - falvastagság - fal hőátadási tényező.

mértékegységek

Az alapvető mértékegysége hőátadási tényező SI egységekben van:

Példák problémák megoldása

Számítsuk ki a hőáramot, amelyet át a vizet, hogy a cső fala a vízszintes cső a fűtőtest, ha az átlagos hőátadási tényező egyenlő W / m 2 K, belső átmérője a cső egyenlő m, a cső hossza m. Az átlagos hőmérséklet a víz a csőben a hossza 80 o C, a belső hőmérsékletet csőfal

Ennek alapján a probléma megoldására kerül ki:

A felület a cső talál mind az oldalsó felület a henger:

Ezután a célérték egyenlő:

Számítsuk ki a hőátadási tényező a falon keresztül a sík egyrétegű. Belső falvastagság egyenlő m, a hővezetési W / mK. A belső fal felülete érintkezik a forró külső fal hőmérsékletét az anyag kölcsönhatásba lép a hideg hőhordozó aránya a forró hűtőközeg, hogy a fal - W / m 2 K, a faltól, hogy a hideg anyag - W / m 2 K.

Áramkör hőátadás a falon keresztül az 1. ábrán bemutatott.

Ennek alapján a probléma megoldására a következő képlet segítségével: