Теплообмен и конструирование электронной аппаратуры: Методическое руководство к курсовой работе, страница 3

В приложении 3 (табл. 7) даны формулы для расчета коэффициентов конвективного теплообмена и соответствующие коэффициенты , ,  объединяющие все параметры для воды или сухого воздуха.

Коэффициенты  зависят от ориентации теплоотдающей поверхности ().

Для вертикальной поверхности ,  – высота.

Для горизонтальной поверхности  – наименьшая сторона поверхности. Если поверхность обращена вверх, ; если поверхность обращена вниз, .

Если давление окружающей среды отличается от нормального,                         (1 мм рт. ст. <  < 10 атм), то коэффициент теплообмена конвекцией определяется так:

, где  – коэффициент конвективного теплообмена при давлении ;

 – коэффициент конвективного теплообмена при нормальном давлении, найденный по формулам табл.3;

 – показатель закона теплообмена в соответствующей формуле табл. 3.

2. Определение коэффициента конвективного теплообмена кожуха

На основании полученной в предыдущем приближении  и известной температуры  газообразной среды по соответствующим формулам определяются коэффициенты  конвективного теплообмена каждой из шести граней кожуха.

3. Определение коэффициента конвективно–кондуктивного

теплообмена нагретой зоны

На основании полученной в предыдущем приближении температуры  нагретой зоны и температуры  кожуха аппарата рассчитываются критерии  и . По произведению  оценивается возникновение или отсутствие конвекции при   – конвекция не возникает;

при   – конвекция возникает.

Здесь   – коэффициент конвекции;

, ,  – известные параметры газовой прослойки;

 – толщина –й газовой прослойки между нагретой зоной и кожухом.

Коэффициент конвективно–кондуктивной теплопередачи  от нагретой зоны к кожуху определяется по следующей формуле:

.

4. Определение коэффициента теплообмена кожуха в условиях

вынужденной конвекции

Определение коэффициента теплообмена в этом случае проводится в следующей последовательности.

Сначала находят критерии , , . Если , то коэффициент теплообмена находят из выражений:

для жидкости ;

для воздуха .

Если , то для жидкости ;

для воздуха .

Здесь , ,  – соответствующие величины для жидкости или газа;

,  – соответствующие параметры теплоотдающей поверхности.

5. Определение коэффициента теплообмена нагретой зоны

в условиях вынужденной конвекции

Для нагретой зоны коэффициент теплообмена при вынужденной конвекции определяется на основе закономерностей теплообмена в трубах.

Среднерасходная скорость  потока остается  неизменной при заданном расходе жидкости (или газа):

Здесь  – объемный расход жидкости;

 – среднее сечение канала между нагретой зоной и кожухом.

Критерий Рейнольдса определяется по формуле

, где ;  – полный смачиваемый периметр поперечного сечения канала.

а). Если , то движение жидкости носит ламинарный характер:

, где  – поправочный коэффициент на ограниченность трубы, зависящий от  и длины  канала, берется из приложения 3 (табл. 5).

Для воздуха формула упрощается:

б). Если , то движение жидкости носит переходный характер:

, где значения безразмерного параметра  следующие:

	2,1	2,2	2,3	2,4	2,5	3	4	5	6	8	10
	1,9	2,2	3,3	3,8	4,4	6,0	10,3	15,5	19,5	27,0	33,3

в). Если , то движение жидкости имеет  турбулентный характер:

, где  – коэффициент, характеризующий движущуюся жидкость (или газ), берется из  приложения 3 (табл.4);

 – коэффициент, учитывающий ограниченность трубы, берется из приложения

3 (табл.5).

 – поправка на неизотермичность потока:

.

Для воды .

6. Определение коэффициентов лучистого теплообмена

Для любых излучающих поверхностей  и  коэффициент лучистого теплообмена может быть записан в виде формулы

, где                             ;

величина  может быть определена по номограмме (рис.1);  – приведенная степень черноты для системы поверхностей  и ;  – коэффициент облученности  –го тела –м телом;