Bài tập đối lưu

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM BÀI TẬP ĐỐI LƯU TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM l Re    gl3t Pr  Gr  a  Nu  f (Re, Gr,Pr)  l Kích thước xác định, m ω vận tốc trung bình lưu chất, m/s g gia tốc trọng trường, m/s2 λ hệ số dẫn nhiệt lưu chất, W/m.độ a hệ số khuyếch tán nhiệt lưu chất, m/s Tra bảng theo nhiệt độ xác định ν hệ số nhớt động học lưu chất, m2/s  hệ số giản nở thể tích lưu chất, 1/K cho chất khí =1/T cho chất lỏng – tra bảng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Toả nhiệt đối lưu tự nhiên không gian roäng: Xác định Nhiệt độ xác định oC Tra bảng tm  (t f  tw ) λm, ν, β, Pr m (β=1/Tm chất khí) - ống ngang l =d ; Kích thước xác định l, m - vách đứng ống đứng Tính tốn l =chiều cao; gl3t Gr  2 Xác định hẹp Num  C (Grm Prm ) - ngang l lấy chiều n n  C.Ram l Num  m  TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Từ thực nghiệm xác định hệ số C n theo bảng Trạng thái chuyển động Ra C n Chảy màng < 0,001 0,5 Chảy độ (từ màng sang tầng) 0,001  500 1,18 1/8 Chảy tầng 500  2.107 0,54 1/4 Chảy rối 2.107  1013 0,135 1/3 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Trường hợp đặc biệt: Đối với phẳng đặt nằm ngang Từ thực nghiệm xác định hệ số C n theo bảng C Ra = Gr.Pr n Bề mặt nóng Bề mặt nóng hướng lên hướng xuống < 0,001 0,65 0,35 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 ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Toả nhiệt đối lưu tự nhiên không gian hẹp: Xác định Kích thước xác định: l= Nhiệt độ tính toán: t = 0,5(tw1 + tw2) Tính tốn Tính số Gr: gl3 ( t w1  t w ) Gr  2 Xác định tđ: Gr.Pr < 103 tđ = Gr.Pr ≥ 103 tñ = 0,18(Gr.Pr)0,25  tđ   tđ  t w1  t w Qconv   tđ  F   TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ống Chế độ dòng chảy lưu chất chảy ống thể qua tieâu chuẩn Reynolds: Chế độ chuyển động Re Chảy tầng Re < 2200 Chảy độ (từ tầng sang rối) 2200 < Re < 104 Chảy rối Re > 104 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Chế độ chảy rối: Khi Re > 104 Phương trình Nu = f(Re, Pr) sau: Nu f  0,021 Re ,8 f , 43 f Pr  Prf   Prw    , 25 l R l Re   • Kích thước xác định + Ống tròn: + Hình dạng khác: L = dtr L  d tđ  4Fc U ĐỐI VỚI KHÔNG KHÍ: Do Pr thay đổi theo nhiệt độ: Nu f  0,018 Re0f ,8 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM • Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng chiều dài ống: l Nếu l/d  50: l tra bảng theo giá trị Re Ref 1.104 2.104 5.104 1.105 1.106 1,65 1,51 1,34 1,28 1,14 1.50 1,40 1,27 1,22 1,11 1,34 1,27 1,18 1,15 1,08 10 1,23 1,18 1,13 1,10 1,05 l/d 15 1,17 1,13 1,10 1,08 1,04 20 1,13 1,10 1,08 1,06 1,03 30 1,07 1,05 1,04 1,03 1,02 40 1.03 1,02 1,02 1,02 1,01 50 1 1 d Neáu l/d > 50: l = • Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng độ cong ống: R d  R  1 1,77 R R Đối với ống dẫn thẳng: R = Lưu ý: phương trình biểu diễm quan hệ Nuf sử dụng cho dòng lưu chất lỏng, trừ kim loại lỏng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Chế độ chảy tầng: Re < 2200, phương trình Nu = f(Re, Gr, Pr) sau:  Pr Nu f  0,15 Re 0f,33 Prf0, 43 Grf0,1  f  Prw    , 25 l Re   l ĐỐI VỚI KHÔNG KHÍ: Do Pr thay đổi theo nhiệt độ: Nu f  0,13 Re0f ,33 Grf0,1 - g gia tốc trọng trường, g = 9,81m/s2 gL (t w  t f ) Gr   2f -  [1/K] hệ số giản nở nhiệt Chất lỏng:  tra bảng theo tf Chất khí:  1  Tf t f  273 Hệ số hiệu chỉnh xét đến ảnh hưởng chiều dài ống: l Nếu l/d  50: l tra bảng theo giá trị l/d l 10 15 20 30 40 1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 Neáu l/d > 50: l = 50 10 ... trung bình lưu chất, m/s g gia tốc trọng trường, m/s2 λ hệ số dẫn nhiệt lưu chất, W/m.độ a hệ số khuyếch tán nhiệt lưu chất, m/s Tra bảng theo nhiệt độ xác định ν hệ số nhớt động học lưu chất,... học lưu chất, m2/s  hệ số giản nở thể tích lưu chất, 1/K cho chất khí =1/T cho chất lỏng – tra bảng TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Toả nhiệt đối lưu tự nhiên không gian roäng: Xác định Nhiệt... t w Qconv   tđ  F   TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TPHCM Trao đổi nhiệt đối lưu cưỡng chất lỏng chảy ống Chế độ dòng chảy lưu chất chảy ống thể qua tiêu chuẩn Reynolds: Chế độ chuyển động Re Chảy