Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Konvekce 1 Konvekce. Konvekce 2 Konvekce Sdílení tepla konvekcí: • výměny tepla mezi tekutinou a tuhým tělesem • výmena se děje současně vedením a konvekcí.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Konvekce 1 Konvekce. Konvekce 2 Konvekce Sdílení tepla konvekcí: • výměny tepla mezi tekutinou a tuhým tělesem • výmena se děje současně vedením a konvekcí."— Transkript prezentace:

1 Konvekce 1 Konvekce

2 Konvekce 2 Konvekce Sdílení tepla konvekcí: • výměny tepla mezi tekutinou a tuhým tělesem • výmena se děje současně vedením a konvekcí Podle proudění: • volný pohyb, přirozená, volná konvekce • vynucená konvekce • smíšená

3 Konvekce 3 Součinitel přestupu tepla Fourierův zákon (J; Wm -1 K -1, K, s, m 2 ) Newtonův vzorec Q = α(T - T s )Sτ (J; Wm -2 K -1, K, m 2, s) Součinitel přestupu tepla α = α(l, ρ, p, w, v, λ, T, g, τ,...) (Wm -2 K -1 )

4 Konvekce 4 Diferenciální rovnice vedení tepla (1) • rovnice přecházení tepla: (Wm -2 K -1 ) • Fourier-Kirchhoffova diferenciální rce vedení tepla: (Ks -1 ) • pohybová rovnice (Navier-Stokesova): (ms -2 ) • rovnice kontinuity: (kgm -3 s -1 )

5 Konvekce 5 Diferenciální rovnice vedení tepla (2) • okrajové podmínky: – geometrické – fyzikální – mezní podmínky – časové podmínky

6 Konvekce 6 Podobnost (1) • Proč? – matematická řešení přecházení tepla jen v některých případech => přímé zkoušky – zkoušky nejsou možné ve všech případech – eliminace mnoha čísel (Δ T, λ, w,... ) • teorie podobnosti – např. trojúhelníky k - konstanta podobnosti a`a` a`` b` b`` c`c``

7 Konvekce 7 Podobnost (2) • lze rozšířit na libovolné fyzikální jevy (např. podobnost proudění tekutin, dynamická podobnost, tepelnápodobnost...) • podmínky použití podobnosti: – jevy stejného druhu – geometrická podobnost – možné porovnávat jen stejnorodé veličiny – podobnost 2 jevů znamená podobnost všech veličin, které je charakterizují – pro tepelnou podobnost proudů tekutin je nutná podobná geometrie, rychlosti, hustoty, vazkost, teploty,...

8 Konvekce 8 Podobnost (3) • u fyzikálních jevů nelze konstanty podobnosti volit libovolně Newtonowo kritérium: • u podobných soustav má poměr jistých veličin vždy stejnou hodnotu, kriteria podobnosti či invarianty • označují se počátečními písmeny jmen badatelů: Ne (Newton), Re (Reynolds), Eu (Euler), Nu (Nusselt) nebo K

9 Konvekce 9 Podobnost (4) • z diferenciálních rovnic se určí kriteria podobnosti První věta podobnosti: Podobné jevy mají stejná kriteria podobností. Druhá věta podobnosti: Závislost mezi proměnnými lze vyjádřit kriterii podobnosti; f(K 1, K 2,..., K n ) = 0 (kriteriální rovnice) Třetí věta podobnosti: Jevy jsou podobné, jsou-li podobné okrajové podmínky a jsou-li kritéria odvozená z těchto podmínek číselně stejná.

10 Konvekce 10 Kriteriální podobnosti (1) • homochronismus: • Froudovo číslo: • Eulerovo číslo: • Reynoldsovo číslo:

11 Konvekce 11 Kriteriální podobnosti (2) • Galileovo číslo: • Archimedovo číslo: • Grasshoffovo číslo:

12 Konvekce 12 Kriteriální podobnosti (3) • Fourierovo číslo:, • Pècletovo číslo: • Nusseltovo číslo:, • Prandtlovo číslo:

13 Konvekce 13 Kriteriální podobnosti (4) • obvykle se hledá hodnota součinitele α kriteriální rovnice se upravují do tvaru Nu = f(Fo, Pe) = f(Fo, Re, Pr) • podmínkou tepelné podobnosti je podobnost mechanická: Nu = f(Fo, Re, Pe, Gr) nebo Nu = f(Fo, Re, Gr, Pr) • příklad závislosti: při přestupu tepla z tekutiny proudicí uvnitř trubky platí Nu = 0,023Re 0,8 Pr 0,4

14 Konvekce 14 Příklad • přestupu tepla z tekutiny proudicí uvnitř trubky platí Nu = 0,023Re 0,8 Pr 0,4

15 Konvekce 15 Konvekce při volném proudění • závisí na druhu proudění: – laminární – vírnaté – vířivé, turbulentní • závisí na velikosti prostoru – „neomezený“ – omezený

16 Konvekce 16 Konvekce při volném proudění, do neomezeného prostoru (1)

17 Konvekce 17 Konvekce při volném proudění, do neomezeného prostoru (2) číslo(Gr · Pr) m cn 1 1· · ,181/8 2 5· · ,541/4 3 2· · ,1351/3

18 Konvekce 18 Konvekce při volném proudění, do omezeného prostoru (1) • není možné oddělit ochlazování a ohřívání • určuje se ekvivalentní tepelná vodivost λ ek • součinitel konvekce: (-)

19 Konvekce 19 Konvekce při volném proudění, do omezeného prostoru (2)

20 Konvekce 20 Konvekce při volném proudění

21 Konvekce 21 Konvekce při nuceném proudění, přecházení tepla v trubkách (1) • závisí na druhu proudění • laminární proudění: vodorovné potrubí

22 Konvekce 22 Konvekce při nuceném proudění, přecházení tepla v trubkách (2) s platností 0,1 < Re Pr(D/L) < 10 4

23 Konvekce 23 Konvekce při nuceném proudění, přecházení tepla v trubkách (3) • turbulentní proudění:

24 Konvekce 24 Konvekce při nuceném proudění, přestup tepla při proudění kolmo k trubce Re f cn ,930, ·10 3 0,7150,46 5· více0,2260,6

25 Konvekce 25 Konvekce při nuceném proudění, přestup tepla při proudění kolmo k svazku trubek

26 Konvekce 26 Konvekce při nuceném proudění Re = 300

27 Konvekce 27 Zdroje • M. A. Michejev: Základy sdílení tepla • M. Sazima: Sdílení tepla • J. Nožička: Sdílení tepla ftp://ac111.mistral.cz:5600


Stáhnout ppt "Konvekce 1 Konvekce. Konvekce 2 Konvekce Sdílení tepla konvekcí: • výměny tepla mezi tekutinou a tuhým tělesem • výmena se děje současně vedením a konvekcí."

Podobné prezentace


Reklamy Google