Bài tập đối lưu

BÀI TẬP ĐỐI LƯU... ω vận tốc trung bình của lưu chất, m/s.. a hệ số khuyếch tán nhiệt của lưu chất, m/s.. ν hệ số nhớt động học của lưu chất, m2/s.. Tra bảng theo nhiệt độ xác định cho

BÀI TẬP ĐỐI LƯU

2





Re

2

Gr





a

l Kích thước xác định, m

ω vận tốc trung bình của lưu chất, m/s

g gia tốc trọng trường, m/s2

λ hệ số dẫn nhiệt của lưu chất, W/m.độ

a hệ số khuyếch tán nhiệt của lưu chất, m/s

ν hệ số nhớt động học của lưu chất, m2/s

 là hệ số giản nở thể tích của lưu chất, 1/K

Tra bảng theo

nhiệt độ xác định

cho chất khí =1/T cho chất lỏng – tra bảng

Toả nhiệt đối lưu tự nhiên trong không gian rộng:

1 Xác định

Nhiệt độ xác định oC

Tra bảng λ

m, ν, β, Pr m (β=1/Tm đối với chất khí)

Kích thước xác định l, m

2 Tính tốn

2

3

t l

g Gr









- ống ngang l =d ;

- vách đứng và ống đứng thì

l =chiều cao;

- tấm ngang thì l lấy bằng chiều

hẹp của tấm

1

2

t  t  t

4

Từ thực nghiệm xác định hệ số C và n theo bảng

Chảy quá độ (từ màng sang tầng) 0,001  500 1,18 1/8

Chảy rối 2.107  1013 0,135 1/3

Từ thực nghiệm xác định hệ số C và n theo bảng

Ra = Gr.Pr

Bề mặt nóng hướng lên trên hướng xuống dưới Bề mặt nóng

0,001  500 1,53 0,83 1/8

500  2.107 0,7 0,38 1/4

2.107  1013 0,176 0,095 1/3

Trường hợp đặc biệt: Đối với tấm phẳng đặt nằm ngang

6

Tính số Gr:

2

2 w 1

w

3

) t t

( l g Gr









Gr.Pr < 103 tđ = 1

Gr.Pr ≥ 103 tđ = 0,18(Gr.Pr)0,25







tđ tđ.











tđ conv

t

t F Q

1 Xác định

2 Tính tốn

Kích thước xác định: l = 

Nhiệt độ tính toán: t = 0,5(tw1 + tw2)

3 Xác định tđ:

Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng bức khi chất lỏng chảy trong ống

Chế độ dòng chảy của lưu chất chảy trong ống được thể hiện

qua tiêu chuẩn Reynolds:

Chảy quá độ (từ tầng sang rối) 2200 < Re < 104

8

R l

25 , 0

w

f 43

, 0 f

8 , 0 f f

Pr

Pr Pr

Re 021 ,

0













ĐỐI VỚI KHÔNG KHÍ: Do Pr ít thay đổi theo nhiệt độ:

8 0

018

Nu 

• Kích thước xác định

+ Ống tròn: L = dtr

+ Hình dạng khác:

U

F 4 d

L  tđ  c





Re

• Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng của chiều dài ống: l

Re f 1 2 5 10 l/d 15 20 30 40 50 1.10 4 1,65 1.50 1,34 1,23 1,17 1,13 1,07 1.03 1 2.10 4 1,51 1,40 1,27 1,18 1,13 1,10 1,05 1,02 1 5.10 4 1,34 1,27 1,18 1,13 1,10 1,08 1,04 1,02 1 1.10 5 1,28 1,22 1,15 1,10 1,08 1,06 1,03 1,02 1 1.10 6 1,14 1,11 1,08 1,05 1,04 1,03 1,02 1,01 1

Nếu l/d > 50: thì l = 1

Nếu l/d  50: thì l tra bảng theo giá trị Re

• Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng độ cong của ống: R

R

d ,

R  1  1 77

d

10

l

25 , 0

w

f 1

, 0 f

43 , 0 f

33 , 0 f f

Pr

Pr Gr

Pr Re

15 , 0













ĐỐI VỚI KHÔNG KHÍ: Do Pr ít thay đổi theo nhiệt độ:

1 0 33 0

13

0 f, f ,

Nu 

2 3 f

f

w t ) t

( L

g Gr









- g là gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2

-  [1/K] là hệ số giản nở nhiệt

Chất lỏng:  tra bảng theo tf Chất khí: 273

1

1









f

T Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng của chiều dài ống: l

Nếu l/d  50: thì l tra bảng theo giá trị

l/d 1 2 5 10 15 20 30 40 50

l 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1

Nếu l/d > 50: thì l = 1





Re