|
| |
  |
Теория строительства Книги и журналы  ]/Т = 1/293К"; g - ускорение силы тяжести, равное 9,81 м/с; / - определяющий размер поверхности в направлении потока воздуха, м; А/ - разность между температурами поверхности и воздуха в помещении; v - коэффициент кинематической вязкости воздуха, равный при 20С 15,06 10" мс; Рг - критерий Прандтля (для воздуха при гОС Рг = 0,709). Физические характеристики Рг, v, X 1см. ниже формулу (1.57)} воздуха, температура которого отличается от 20С, могут быть опре делены с помощью, графика (рис. 1.18) Произведение GrPr часто обознача ют как критерий Рэлея (Ra). Примени тельно к рассматриваемым задачам когда речь идет только о воздухе в срав нительно узком диапазоне температур при котором Рг практически постоянен в дополнительном обозначении нет надобности. Рассмотрим закономерности теплообмена при свободной конвекции, в основном используя данные, приведенные в [121 и 18]. Для области ламинарного режима конвективного теплообмена получены аналитические решения, хорошо согласующиеся с данными экспериментальных исследований. При ламинарном режиме толщины гидродинамического б и теплового пограничных слоев практически равны. Распределение температуры и скорости в пределах пограничного слоя имеет вид, приведенный на рис. I.I9. Максимальная скорость в настилающемся потоке приходится на сечение, расположенное на расстоянии около 0,385 от поверхности. Толщина пограничного слоя 5, возрастающая по направлению движения потока, на расстоянии д;от границы поверхности определяется соотношением Рис 1.19 Профили скорости и температуры в пограничном слое при свободной конвекции 8/х = 5,34 0г7"\ (1.54) где Ог - критерий, определенный для характерного размера х. При температуре 20С формула (1.54) с учетом (1.53) после преобразований может быть записана в виде В = 5,34 (1,48 • 10«)-""АГ" = 4,83 . 10" (-(1.55) Интенсивность теплообмена зависит от толщины пограничного слоя. Значение 5.минимально в начале поверхности, где теплообмен наибольший. По направлению движения б возрастает, а интенсивность теплообмена уменьшается. Критериальное уравнение, определяющее интенсивность теплообмена Б произвольном сечении х при Рг = 0,709, имеет вид Nu = 0,356 ОгГ. (1.56) Электронная библиотека http: tgv.khstu.ru/ Локальное значение критерия Нуссельта Nu, отнесенное к произвольному сечению х, равно Nu« = х/К, (1.57) где Окх - локальное значение коэффициента конвективного теплообмена в сечении х, Вт/(м • К) [ккал/(ч • м-°С)], X - коэффициент теплопроводности воздуха (см. рис. 1.18). Для воздуха с температурой 20°С уравнение (1.56) можно упростить и записать относительно Оц» в виде 0,356 0,0257 1,04 (At/X)" . 293(15,06 • 10-»)» . il а„,= 0,89(Д/х)/*. (I.58> Среднее значение коэффициента конвективного теплообмена сц, (иногда обозначается оц,) в пределах от О до произвольного сечения / можно определить на основе теоремы о среднем интегральном. Для этого зависимость (1.58) оц, от х, которую можно записать в виде оц == с,л:-/, нужно проинтегрировать в пределах от О до / и разделить на /: axdx = - \ Cjjc dx = - 4 ,-1/4 = -i- 1,04 (А )"= 1.39 (Art/)"II а„ = \,\9 Ц. Переход от ламинарного к турбулентному режиму течения происходит на некотором расстоянии Z„p от начала поверхности. Для этого сечения часто принимают критическое значение произведения (GrPr)„p » 2 • 10. По данным Эккерта, для воздуха этот переход происходит при критическом значении критерия Грасгофа около 10. Если принять максимальную скорость o„ и толщину б за определяющий размер, то критерий Рейнольдса можно определить в виде Re => => Окб/v. Его значение для сечения Z„p равно 550. При 1в =20 расстояние /„р, соответствующее Огр = 10*, равно Gr= 1,48. 10«Саг= 10«; кр*-1-1/3 (1.60) Среднее значение коэффициента конвективного теплообмена Oj, в пределах всей области ламинарного режима теплообмена от О до равно 1,17а/"11а„ = 1,01 а/ (1.61) 37 Этому значению соответствует среднеинтегральное значение критерия Нуссельта, равное 87. Вне пределов ламинарной области происходит турбулизация пограничного слоя. Критериальное уравнение теплообмена в области Турбулентного режима, наиболее удачно обобщающее многочисленные экспериментальные данные [9], имеет вид Nu=0,135(Gr„Pr)l (1.62) Уравнение для ак: при температуре воздуха 20°С ieex вид = 1,66 а = 1,43 l/. (1.63) Как следует из формулы (1.63), Ов не зависит от геометрического параметра х и остается неизменным для всей области турбулентного режима, в пределах которой процесс конвективного теплообмена является автомодельным.Средние значения коэффициента Ок) так же как и его локальные значения, в этой области равны (1.64) Средние значения коэффициента конвективного теплообмена на вертикальных поверхностях ограждений в помещении без особой погрешности можно определить по формуле (1.64), так как перепадам температур и геометрическим размерам нагретых и охлажденных поверхностей, имеющим место в действительности, обычно соответствует в основном турбулентный режим. Все рассмотренные формулы, в том числе и (1.64), написаны для вертикальной свободно расположенной поверхности. Экспериментально установлено, что при горизонтальном расположении нагретой или охлажденной свободной поверхности для расче?га средней интенсивности конвективного теплообмена можно пользоваться также формулой (1.64), но при этом значение численного коэффициента в ней должно быть изменено так, как это показано в табл. 1.3. Таблица 1.3 Значения численного коэффициента в формуле (1. 64) для разных положений свободной поверхности
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 [ 11 ] 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 к вашему вниманию Кондиционеры Daikin версия первая |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||