Praca Magisterska - tomasz strek home page
Praca Magisterska - tomasz strek home page Praca Magisterska - tomasz strek home page
W momencie gdy występuje geometryczna symetria ciała oraz warunków brzegowych wymiany ciepła, następuje symetria pola temperatury. Wówczas zerami stają się gradient temperatury w kierunku prostopadłym do osi symetrii (płaszczyzny) pola temperatury i gęstość strumienia ciepła. Pozwala to na obliczanie tylko jednej symetrycznej części pola temperatury. gdzie: Warunek Neumanna w bardziej ogólny sposób opisuje równanie – współczynnik przejmowania ciepła . · · , (2.27) PowyŜsze sformułowanie pozawala na określenie strumienia ciepła w postaci wyraźnie sprecyzowanego strumienia ciepła oraz współczynnika przejmowania ciepła w stosunku do temperatury otoczenia . Aby uzyskać stan izolacji naleŜy 0 [5]. Wymiana ciepła pomiędzy powierzchnią ciała stałego, a opływającym ją płynem lub gazem nazywana jest przejmowaniem ciepła. Prawo Newtona pomoŜe nam określić gęstość strumienia przejmowanego ciepła . (2.28) Wzór (2.28) nie jest skomplikowany, jednak współczynnik przejmowania ciepła jest funkcją wielu zmiennych. Zaczynając od własności termofizycznych, np.: ciepła właściwego, gęstości, współczynnika przewodzenia ciepła, współczynnika lepkości, które są funkcjami ciśnienia i temperatury. Następnie w duŜej mierze współczynnik przejmowania ciepła zaleŜy od charakteru przepływu płynu, a przy tym kształtu rozpatrywanej powierzchni wymiany ciepła, a takŜe od prędkości [1]. Istotnym pojęciem związanym z przejmowaniem ciepła jest konwekcja, o której była juŜ mowa na początku 2 rozdziału. Konwekcję moŜemy podzielić na swobodna lub wymuszoną. Swobodna konwekcja wywołana jest zewnętrznymi siłami masowymi, które działają na płyn o róŜnych temperaturach, co za tym idzie róŜnych gęstościach. W wymuszonej natomiast ruch płynu wywołany jest przez spręŜarkę, mieszadło, pompę lub dmuchawę [1]. PoniŜsza tabela przedstawia przybliŜone wartości współczynnika przejmowania ciepła z podziałem na konwekcje swobodną i wymuszoną. 12
Tabela 2.1. Zakres wartości współczynników przejmowania ciepła, · Rodzaj konwekcji Konwekcja swobodna Konwekcja wymuszona Gaz Woda Olej Ciekłe metale Wrząca woda Kondensacja pary wodnej 5 – 30 30 – 300 5 – 100 50 – 500 2·10 3 – 2·10 4 3·10 3 – 3·10 4 30 – 500 300 – 2·10 4 30 – 3000 500 – 2·10 4 3·10 3 – 10 5 3·10 3 – 2·10 5 Współczynnik przejmowania ciepła zmienia się nie tylko wzdłuŜ powierzchni opływanej oraz czasu, ale zmienia się takŜe temperatura powierzchni i płynu. MoŜna uśrednić temperaturę ścianki i płynu wzdłuŜ powierzchni w sposób umowny 1 , (2.29) 1 , (2.30) moŜna wykorzystać takŜe porównanie dwojako obliczonych strumieni ciepła, do uśrednienia współczynnika przejmowania ciepła, a wtedy . (2.31) Temperatura płynu przy opływie zewnętrznym moŜe stanowić nie tylko termiczną warstwę przyścienną, ale takŜe podstawę do określenia współczynnika przejmowania ciepła. Co pozwala na obliczenie gęstości strumienia na podstawi wzoru (2.28). Częstym sposobem do określenia współczynnika przejmowania ciepła jest średnia arytmetyczna temperatury powierzchni ciała stałego i płynu poza warstwą przyścienną [1]. 13
- Page 1 and 2: POLITECHNIKA POZNAŃSKA Wydział Bu
- Page 3 and 4: 1. Wprowadzenie Wymiana ciepła jes
- Page 5 and 6: 2. Zjawisko przewodnictwa cieplnego
- Page 7 and 8: 2.1 Równanie wymiany ciepła gdzie
- Page 9 and 10: 2.2 Równanie róŜniczkowe przewod
- Page 11: moŜna zapisać Zatem w ogólnej po
- Page 15 and 16: Dzięki metodzie elementów skończ
- Page 17 and 18: 3.2 Zamiana modelu ciągłego na dy
- Page 19 and 20: 5. Znalezione wartości węzłowe w
- Page 21 and 22: Rysunek 3.2.Trójwymiarowy schemat
- Page 23 and 24: , (3.7) są wielomianami Lag
- Page 25 and 26: i Ω, (3.15) Ω
- Page 27 and 28: 4. Narzędzie programistyczne - Com
- Page 29 and 30: 4.1 Przebieg badań przeprowadzonyc
- Page 31 and 32: Przed symulacjami dokonujemy podzia
- Page 33 and 34: z 0 , 100 200 , · 1
- Page 35 and 36: . · Tabela 5.1. Parametry obliczen
- Page 37 and 38: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 39 and 40: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 41 and 42: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 43 and 44: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 45 and 46: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 47 and 48: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 49 and 50: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 51 and 52: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 53 and 54: Temperatura w funkcji czasu dla pun
- Page 55 and 56: Wyniki dla parametrów 1 z Tabeli 5
- Page 57 and 58: Rysunek 5.50. Nagrzanie się po cza
- Page 59 and 60: Temperatura w funkcji czasu dla par
- Page 61 and 62: Rysunek 5.58. Wymiary badanego mode
Tabela 2.1. Zakres wartości współczynników przejmowania ciepła, <br />
· <br />
Rodzaj konwekcji Konwekcja swobodna Konwekcja wymuszona<br />
Gaz<br />
Woda<br />
Olej<br />
Ciekłe metale<br />
Wrząca woda<br />
Kondensacja pary wodnej<br />
5 – 30<br />
30 – 300<br />
5 – 100<br />
50 – 500<br />
2·10 3 – 2·10 4<br />
3·10 3 – 3·10 4 30 – 500<br />
300 – 2·10 4<br />
30 – 3000<br />
500 – 2·10 4<br />
3·10 3 – 10 5<br />
3·10 3 – 2·10 5<br />
Współczynnik przejmowania ciepła zmienia się nie tylko wzdłuŜ powierzchni<br />
opływanej oraz czasu, ale zmienia się takŜe temperatura powierzchni i płynu. MoŜna uśrednić<br />
temperaturę ścianki i płynu wzdłuŜ powierzchni w sposób umowny<br />
1 ,<br />
<br />
(2.29)<br />
1 , (2.30)<br />
<br />
<br />
moŜna wykorzystać takŜe porównanie dwojako obliczonych strumieni ciepła, do<br />
uśrednienia współczynnika przejmowania ciepła, a wtedy<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
. (2.31)<br />
<br />
<br />
Temperatura płynu przy opływie zewnętrznym moŜe stanowić nie tylko<br />
termiczną warstwę przyścienną, ale takŜe podstawę do określenia współczynnika<br />
przejmowania ciepła. Co pozwala na obliczenie gęstości strumienia na podstawi wzoru<br />
(2.28). Częstym sposobem do określenia współczynnika przejmowania ciepła jest<br />
średnia arytmetyczna temperatury powierzchni ciała stałego i płynu poza warstwą<br />
przyścienną [1].<br />
13
Change language