Termodinamiko/Leciono 8: Malsamoj inter versioj
Enhavo forigita Enhavo aldonita
Linio 661:
(34)
::<math>\frac{a\tau}{L^2}=\frac{a'\tau'}{L'^2} = konst =
(35)
::<math>\frac{wL}{a}=\frac{w'L'}{a'} = konst = Pe \,</math>
Pe – la numero de Peclet, kiu karakterizas la proporcion de la varmkondukaj kaj perfluadaj varminterŝanĝaj varmfluoj.
(36)
::<math>\frac{\alpha L}{\lambda} =\frac{\alpha' L'}{\lambda'}= konst = Pe \,</math>
Nu – la numero de Nusselt, kiu karakterizas la intensecon de la varmfluo tra la lima tavolo.
Oni devas ankoraŭ mencii, ke la numero de Peclet estas la produto de numeroj de Reynolds kaj Prandlt:
::<math> Pe = Re \bullet Pr = \frac{wL}{\nu}\frac{\nu}{a}= \frac{wL}{a} \,</math>
::<math> Re = \frac{wL}{\nu}\frac{\nu}{a}= \frac{wL}{a} \,</math>
::<math> Pr = \frac{\nu}{a} \,</math>
Re – ĉi tiu numero estas la kriterio de la mekanika simileco kaj karakterizas la rilatojn de internaj kaj frataj fortoj
Pr – ĉi tiu numero esrtas la kriterio karakterizanta fizikajn ecojn de la fluaĵo.
(37)
::<math> Pr = \frac{\nu}{a} = \frac{\nu c \rho}{\lambda} = \frac{\eta c}{\lambda} \,</math>
Gr – la numero de Grashof estas la kriterio de la mekanika simlieco. Ĝi karakterizas la rilaton de levofortoj kaj frotaj fortoj. Ĝi estas grava precipe por la varminterŝanĝo dum la natura nedeviga fluado. Ĝi estas esprimita per sekvaj grandoj
(38)
::<math> Gr = \frac{gL^3\gamma\Delta t}{\nu^2} \,</math>
ν – la kinetika vizkozeco; m<sup>2</sup>/s<br>
η – la dinamika viskozeco; kg/ms<br>
ρ – la specifa maso; kg/m<sup>3</sup><br>
c – la specifa varmo; J/kg•deg<br>
γ – la volumena dilateco; 1/deg (por gasoj)<br>
w – la rapideco m/s<br>
L – la karakteriza dimensio de longo; m<br>
α – la koeficiento de la varmtransiro; J/m<sup>2</sup>•s•deg<br>
λ – la koeficiento de la varmkondukeco; J/m•s•deg<br>
a – la koeficiento de la varmtransporto; m<sup>2</sup>/s<br>
x,y,z – la koordinatoj; m<br>
τ – la tempo; s<br>
t – la temperaturo; deg<br>
g – la tera akcelo; kgm/s<sup>2</sup><br>
Por teknikaj kalkuloj estaj plej favora, kiam oni scias la valoron de la koeficiento de la varmtransiro. Ĝi estas en la numero de Nisselt:
::<math> Nu = \frac{\alpha L}{\lambda} \,</math>
::<math> \alpha = \frac{ Nu\lambda }{L} \,</math>
Por la kriteria numero de Nusselt validas ankaŭ la sekvaj rilatoj:
(39)
::<math> Nu = f(Fo, Re, Pa, Gr) \,</math>
aŭ (40)
::<math> Nu = f(Fo, Re, Pr, Gr) \,</math>
Ĉi tiuj funkcioj povas esti plisimpligitaj aŭ pliprezizigitaj ankoraŭ per pliaj kriterioj laŭ la karaktero de la observataj procezoj. La rilatoj estas en sia plej ampleksa universaleco vere tre malsimplaj. La valoro α por la koeficiento de la varmtransiro dependas de multegaj ŝanĝigeblaj grandoj, el kiuj oni ofte povas preskaŭ neneiun neglekti.
Pro tio oni en la praktiko ofte uzas empiriajn formulojn, kies formo kaj kies eksponanatoj kaj koeficiantoj estas difinitaj por precizaj kondiĉoj en certaj limoj. Samtempe precipe la temperaturo influas karakterizajn fizikajn grandojn kiujn la simpleckriterioj enhavas. Ankaŭ la difino de la karakteriza dimensio esprimita per unuoj de longeco estas tre grava por la uzo de la kriteriaj ekvacioj same kiel por la elkalkulo de la koeficiento de la varmtransiro.
La simileckriterioj povas esti dedukitaj ankaŭ helpe de la dimensia analizo, kiu bazas sur la egaleco de eksponanatoj por unuopaj dimensioj de fundamentaj grandoj ambaŭflanke en la ekvacio.
===La varmtrairo===
En la teknika praktiko kutime okazas la varminetrŝanĝo inter du fluaĵoj, kiuj estas separitaj per solida vando de diversa formo. Ĉi tiu varminterŝanĝo procesas parte per
la fluado, kiu okazas en fluaĵoj kaj sur la surfaco de la vando, kaj parte per la pura varmkonduko tra la solida vando. Ĉi iu procezo estas priskribita jam en la ĉapitro pri la konstantigita varmkonduko tra la vandoj kaj tubvandoj sur la paĝoj ... ĝis ...
====La varminerŝanĝiloj====
La varminterŝanĝiloj estas ekipaĵoj, en kiuj la pli varma materio transdonas la varmon al la pli malvarma materio. La materioj transdonanataj la varmon estas nomataj medioj. Kiel la varmalportantaj kaj varmelportantaj medij estas uzataj nur fluaĵoj – likvaĵoj aŭ gasoj.
En la varminterŝanĝiloj oni ne povas konsideri la temperaturojn sur ambaŭ flankoj laŭlonge de la solida vando kiel konstantojn. La kazo, kiam validas la ekvacio
(41)
::<math>Q = kS(t_1-t_2) \,</math>
estas vere tre malofta. Ĝi povas okazi, kiam en la varminterŝanĝilo realiĝas la kondensado aŭ bolado.
La temperaturdiferenco inter ambaŭ medioj estas en diversaj lokoj de la varminterŝanĝilo kutime malsama. Ĝia valoro kaj tendenco estas substance interfluata per la konstrukcia koncepcio.
Oni dividas la varminterŝanĝilojn laŭ la fluado de fluaĵmedioj en tri fundamentajn grupojn:
1. La varminterŝanĝiloj kun la samdirektaj fluoj de ambaŭ medioj.
2. La varminterŝanĝiloj kun la kontraŭdirektaj fluoj de ambaŭ medioj.
3. La varminterŝanĝiloj kun krucdirektaj fluoj de ambaŭ varminterŝanĝantaj medioj.
[191]
La varminterŝanĝilo kun samdirektaj fluoj:
[[Dosiero:Samdirekta_interŝanĝilo.GIF]]
{{Redaktas}}
Linio 680 ⟶ 780:
<sub>x</sub>
m<sup>2</sup>
m<sup>3</sup>
| |||