к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА

Глоссарий по физике

А   Б   В   Г   Д   Е   Ж   З   И   К   Л   М   Н   О   П   Р   С   Т   У   Ф   Х   Ц   Ч   Ш   Э   Ю   Я  

Конвективный теплообмен

Конвективный теплообмен - необратимый процесс переноса теплоты в движущихся средах с неоднородным полем температуры, обусловленный совместным действием конвекции и молекулярного движения.

Наиб. важный для практики случай - К. т. между движущейся средой и поверхностью её раздела с др. средой (твёрдым телом, жидкостью или газом) - наз. конвективной теплоотдачей. Вследствие вязкости движущейся среды она "прилипает" к поверхности раздела, в результате местная скорость среды относительно этой поверхности равна нулю. Поэтому плотность конвективного теплового потока, подходящего к поверхности раздела (или отходящего от неё), может быть описана с помощью закона теплопроводности (закона Фурье):

2519-115.jpg

где 2519-116.jpg - коэф. молекулярной теплопроводности, Т - темп-pa среды. Если 2519-117.jpg характеризует физ. свойства среды, то градиент температуры формируется под действием конвективного движения среды. Чем интенсивнее конвекция, тем больше градиент температуры. Определение градиента температуры у стенки обычно является предметом теоретич. или эксперим. исследования. В зависимости от вида конвективного движения различают К. т. при вынужденной, свободной и капиллярной конвекциях. Могут существовать и смешанные виды К. т.

Теоретич. описание процесса К. т. строится на основе ур-ния сохранения энергии в среде:

2519-118.jpg

где 2519-119.jpg - плотность среды, р - давление, ср - уд. теплоёмкость при пост. давлении,2519-120.jpg- коэф. динамич. вязкости, Ф - диссипативная функция, учитывающая нагрев среды из-за внутр. трения, Q - внутр. тепловыделение в единице объёма среды, 2519-121.jpg - полная, или субстанциональная, производная по времени т, представляющая собой сумму локальной и конвективной составляющих:

2519-122.jpg

(х, у, z - пространств. координаты, и, 2519-123.jpg, 2519-124.jpg - составляющие вектора скорости вдоль осей этих координат).

Для решения ур-ния (2) необходимо знать граничные условия на поверхности раздела и в окружающем пространстве, а также в случае зависимости процесса от времени - нач. условия. Для определения входящих в ур-ние (2) составляющих скорости среды дополнительно привлекаются ур-ния сохранения кол-ва движения в проекции на разл. оси координат.

К. т. может осложняться протеканием в среде или на поверхности раздела разных физ--хим. превращений (кипение, плавление, конденсация, диссоциация, ионизация и т. п.). В этих случаях для теоретич. описания К. т. используются дополнит. ур-ния, отражающие кинетику отд. физ--хим. процессов или условия термодинамич. равновесия, напр. законы действующих масс для разл. хим. реакций. Если при этом отд. физ--хим. превращения протекают на поверхности раздела и имеет место суммарный расход массы через эту поверхность, то вместо ур-ния (1) для описания плотности теплового потока к поверхности раздела используется более общее ур-ние:

2519-125.jpg

где 2519-126.jpg- скорость среды в направлении нормали к поверхности, Я - энтальпия среды при температуре поверхности, 2519-127.jpg - относит. массовые концентрации отд. хим. компонентов, 2519-128.jpg - их скорости диффузии в направлении нормали к поверхности, 2519-129.jpg - их энтальпии при температуре поверхности раздела, вычисленные с учётом энергии образования этих компонентов при стандартных условиях.

Подходящий к поверхности раздела конвективный тепловой поток удобно представлять в виде закона Ньютона:

2519-130.jpg

где 2519-131.jpg - коэф. конвективного теплообмена, Т2519-132.jpg - температура поверхности раздела, Тс - характерная температура среды. В качестве Тс при обтекании тела безграничным равномерным потоком принимается темп-pa внеш. среды (при больших скоростях среды - темп-pa торможения, или т. н. "равновесная" темп-pa; см. Аэродинамический нагрев), при течении в трубах или процессах К. т. в замкнутых сосудах - среднемассовая температура среды.

Описание процесса К. т. может быть представлено в безразмерном виде с использованием подобия теории. Интенсивность К. т. характеризуется безразмерным критерием - Нусселъта числом, где L - характерный размер. В случае К. т. при вынужденной конвекции осн. определяющим критерием является Рейнолъдса число 2519-133.jpg, где V - скорость среды, 2519-134.jpg - коэф. динамич. вязкости. Кроме числа Рейнольдса влияние на К. т. оказывает Прандтля число 2519-135.jpg= =2519-136.jpg и т. н. температурный фактор2519-137.jpg учитывающий переменность теплофиз. свойств среды при изменении её температуры. В результате критериальный закон К. т. при вынужденной конвекции имеет вид

2519-138.jpg

Помимо перечисленных основных определяющих критериев на К. т. при вынужденной конвекции могут оказывать влияние и др. факторы. В частности, при больших скоростях полёта тела в атмосфере важную роль играет Маха число.

Вид зависимости (5) определяется геом. формой поверхности раздела и режимом её обтекания, в частности режимом течения в пограничном слое (ламинарным или турбулентным), наличием и положением зон отрыва потока (см. Отрывное течение ).Критериальные законы К. т. в виде (5) могут быть получены как на основании теоретич. расчётов [напр., численным решением системы ур-ний (2) и др.], так и экспериментально - путём исследования теплоотдачи к моделям подобной геом. формы в представляющем интерес диапазоне изменения числа Рейнольдса и др. определяющих критериев. Напр., средний коэф. К. т. в случае поперечного обтекания цилиндра описывается с помощью степенной зависимости Nu=2519-139.jpg , причём С и m имеют разл. значение для разных диапазонов изменения числа Рейнольдса:

Re

С

m

5-80

0,923

0,40

2519-140.jpg

0,792

0,46

2519-141.jpg

0, 225

0,60

2519-142.jpg

0,0262

0,80

При свободной (естественной) конвекции осн. определяющим критерием К. т. является Грасгофа число 2519-143.jpg , где 2519-144.jpg - ускорение свободного падения, 2519-145.jpg - коэф. объёмного температурного расширения среды, 2519-146.jpg - коэф. кинематич. вязкости, 2519-147.jpg - характерный перепад температур внутри среды. Критериальный закон принимает вид 2519-148.jpg. При 2519-149.jpg 0,5 определяющую роль в процессе К. т. играет2519-150.jpg лея число 2519-151.jpg, _ объединяющее критерии 2519-152.jpg и 2519-153.jpg :

2519-154.jpg

где 2519-155.jpg - коэф. температуропроводности среды. Напр., средний коэф. К. т. при свободной конвекции бесконечной среды около горизонтального цилиндра н случае2519-160.jpg описывается степенным законом: 2519-161.jpg, причём С и n связаны с реализуемым режимом течения около цилиндра и могут быть приняты равными значениям, приведённым в табл.

Ra

С

n

2519-156.jpg

0,45

0

2519-157.jpg

1,18

1/8

2519-158.jpg

0,54

1/4

2519-159.jpg

0, 135

1/3

В случае жидких металлов, для к-рых 2519-162.jpg , определяющую роль в процессе К. т. при свободной конвекции играет комбинированный критерий

2519-163.jpg

При капиллярной конвекции осн. определяющими критериями К. т. являются числа Марангони 2519-164.jpg и 2519-165.jpg

2519-166.jpg

где

2519-167.jpg

- перепад поверхностного натяжения вследствие изменения температуры и концентрации с поверхностно-активного вещества вдоль свободной поверхности.

Литература по конвективному теплообмену

  1. Кутателадзе С. С., Основы теории теплообмена, 5 изд., М., 1979;
  2. Теплотехнический справочник, 2 изд., т. 2, М., 1976;
  3. Кутателадзе С. С., Боришанский В. М., Справочник по теплопередаче, Л-М., 1959;
  4. Теория теплообмена. Терминология, М., 1971;
  5. Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике, М., 1975;
  6. Проблемы космического производства, М., 1980.

Н. А. Апфимов

к библиотеке   к оглавлению   FAQ по эфирной физике   ТОЭЭ   ТЭЦ   ТПОИ   ТИ  

Знаете ли Вы, что, как и всякая идолопоклонническая религия, релятивизм ложен в своей основе. Он противоречит фактам. Среди них такие:

1. Электромагнитная волна (в религиозной терминологии релятивизма - "свет") имеет строго постоянную скорость 300 тыс.км/с, абсурдно не отсчитываемую ни от чего. Реально ЭМ-волны имеют разную скорость в веществе (например, ~200 тыс км/с в стекле и ~3 млн. км/с в поверхностных слоях металлов, разную скорость в эфире (см. статью "Температура эфира и красные смещения"), разную скорость для разных частот (см. статью "О скорости ЭМ-волн")

2. В релятивизме "свет" есть мифическое явление само по себе, а не физическая волна, являющаяся волнением определенной физической среды. Релятивистский "свет" - это волнение ничего в ничем. У него нет среды-носителя колебаний.

3. В релятивизме возможны манипуляции со временем (замедление), поэтому там нарушаются основополагающие для любой науки принцип причинности и принцип строгой логичности. В релятивизме при скорости света время останавливается (поэтому в нем абсурдно говорить о частоте фотона). В релятивизме возможны такие насилия над разумом, как утверждение о взаимном превышении возраста близнецов, движущихся с субсветовой скоростью, и прочие издевательства над логикой, присущие любой религии.

4. В гравитационном релятивизме (ОТО) вопреки наблюдаемым фактам утверждается об угловом отклонении ЭМ-волн в пустом пространстве под действием гравитации. Однако астрономам известно, что свет от затменных двойных звезд не подвержен такому отклонению, а те "подтверждающие теорию Эйнштейна факты", которые якобы наблюдались А. Эддингтоном в 1919 году в отношении Солнца, являются фальсификацией. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.

НОВОСТИ ФОРУМАФорум Рыцари теории эфира
Рыцари теории эфира
 20.10.2019 - 19:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> КОМПЬЮТЕРНО-СЕТЕВАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ ДЛЯ ВСЕХ - Карим_Хайдаров.
20.10.2019 - 19:29: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> ЗА НАМИ БЛЮДЯТ - Карим_Хайдаров.
19.10.2019 - 18:18: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Марины Мелиховой - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 14:00: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> Биохимия мозга от проф. С.В. Савельева и не только - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:39: ВОЙНА, ПОЛИТИКА И НАУКА - War, Politics and Science -> Проблема государственного терроризма - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:34: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Вячеслава Осиевского - Карим_Хайдаров.
18.10.2019 - 07:26: ЭКОНОМИКА И ФИНАНСЫ - Economy and Finances -> КОЛЛАПС МИРОВОЙ ФИНАНСОВОЙ СИСТЕМЫ - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 18:29: ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ФИЗИКА - Experimental Physics -> Ядерные эксперименты - Карим_Хайдаров.
17.10.2019 - 06:01: ЭКОЛОГИЯ - Ecology -> ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНЫ - Карим_Хайдаров.
16.10.2019 - 19:24: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Ю.Ю. Болдырева - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 18:09: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Просвещение от Светланы Вислобоковой - Карим_Хайдаров.
13.10.2019 - 08:05: ВОСПИТАНИЕ, ПРОСВЕЩЕНИЕ, ОБРАЗОВАНИЕ - Upbringing, Inlightening, Education -> Декларация Академической Свободы - Карим_Хайдаров.
Bourabai Research Institution home page

Bourabai Research - Технологии XXI века Bourabai Research Institution