Să scurtă luarea în considerare a criteriilor mecanice și termice ale similaritate care sunt cel mai des utilizate în descrierea proceselor de transfer de căldură în motoarele.
Criterii de similitudine mecanice.
1. Criteriul Strouhal
unde: l - cale (dimensiunea geometrică caracteristică); U - debitul;
t - timpul caracteristic al fluxului de proces.
Adimensional complex Sh - hidrodinamică numărul homochronicity Strouhal, care caracterizează raportul dintre schimbările câmpului de viteză în debitul de lichid la rata de schimbare în condițiile în mediu. Cu alte cuvinte, numărul Strouhal poate fi determinat ca o măsură a raportului de forțe de inerție cauzate de mișcarea inconstant, la, din cauza transferului de impuls în forțele de inerție de curgere. Prin urmare, numărul Strouhal este criteriul mișcării fluidului de proces unsteadiness cinematică sau gaz, dacă Sh ³0,3. accelerația locală comparabil cu convectie, mișcarea inconstant. În condiții de echilibru, Sh = 0. De obicei, mișcarea este considerată cvasistaționară dacă Sh £ 0,3.
2. Criteriul Euler
în cazul în care: DP - creștere a presiunii; r - densitatea.
numărul lui Euler este o măsură a relației forțelor de presiune forțelor de inerție în fluxul.
3. Criteriul Reynolds
în care: n coeficientul de vâscozitate cinematică.
numărul lui Reynolds - o măsură a relației forțelor convective de inerție la forțele de frecare moleculare (vâscozitatea) în flux. Acest criteriu definește un regim de curgere într-un curent și este aproape în transferul de căldură convectiv primar.
4. Criteriul Grashof
unde: g - accelerația gravitațională; b = 1 / T - coeficient de dilatare volumului lichidului.
Criteriul Grashof caracterizează forța de ridicare generată în fluid, datorită diferenței de densitate (pentru încălzire locală sau răcire). Acest criteriu este factorul determinant în convecție liberă a proceselor lichide sau gaze.
criterii de similitudine termică.
5. Numărul Nusselt
în cazul în care: a - coeficientul de transfer termic; l - conductivitatea termică a fluidului sau a gazului.
Numărul Nusselt este în mod inerent coeficient de transfer termic adimensional și caracterizează procesul de transfer termic convectiv la secțiunea de perete lichid-solid în condițiile la limită ale treilea tip. Convectiv Problemele de transfer de căldură ale acestui criteriu este valoarea dorită.
6. Criteriul Peclet
în cazul în care: a - difuzivitate termică.
Numărul Peclet este raportul dintre cantitatea de căldură care este transferată prin convecție la peretele cantității de căldură transferată conductivitate termică, sau cu alte cuvinte - avem o măsură de relație de transfer de căldură convectiv la nivel molecular.
7. Criteriul de Prandtl
în care: r - densitatea fluidului; cp - căldura specifică la presiune constantă a mediului.
Criteriul Prandtl - domenii de temperatură măsurare a similarității și vitezei sau măsură raportul de intensitate a transferului de impuls și a cantității de căldură; ea poate fi, de asemenea, considerată ca o constantele termice adimensionale ale lichidului.
Criteriul 8. Fourier
în cazul în care: T - timpul caracteristic al procesului.
Numărul Fourier este o măsură a relației moleculare a transferului de căldură locală, este proporțională cu viteza de schimbare în ceea ce privește condițiile de mediu la rata de ajustare a câmpului de temperatură. Acest test caracterizează procesul termic tranzitoriu.
9. Criteriul Eckert
în care: DT - diferența de temperatură dintre gazele și perete.
Criteriul Eckert reprezintă o măsură de căldură relație cauzată de frecare la transferul termic molecular la fluxul. Acest test caracterizează intensitatea disipare a energiei în fluxul datorită frecării hidrodinamică.
10. Criteriul Boltzmann.
în cazul în care: S0 - emisivitate a corpuluinegru; T - temperatura radiatorului.
Numărul Boltzmann este o măsură a relației dintre debitul entalpie la căldura transmisă prin radiație.
criterii de similitudine poate fi decisivă și determinată.
Determinanți de similitudine pot fi obținute în întregime din condițiile inițiale și ecuații univocității. Acestea includ numărul de Re, Sh, Fo, PE, Pr, Ec, Bo, Gr.
Prin criteriile de similaritate definite includ numărul Nu și UE. deoarece cantitățile care nu sunt stabilite condiții pentru unice și sunt dorite.
Când se înregistrează ecuațiile criteriale stabilesc o relație între numerele de similaritate determinate și determinante. Atunci când se analizează procesul de schimb de căldură cu pereții gazului suntem interesați coeficientul de transfer termic (k.t.o.) astfel încât ecuația criteriu complex de transfer inconstant convectiv de căldură (CTO), cuplat cu componenta radiație și disiparea energiei poate fi în general reprezentată prin:
sau, de atunci:
Pentru a rezolva anumite cazuri speciale, această ecuație poate fi simplificată. Astfel, criteriile și intră în staționare (cvasistaționară) transfer de mișcare și căldură. În cazul în care procesul de transfer de căldură nu afectează disiparea energiei. In mișcarea turbulentă forțată poate fi neglijată influența convecției liberă (criteriu), atunci, pentru un transfer termic staționar complex convectiv radiativ:
etc. De obicei, cu toate acestea, având în vedere diferențele în natura transferului de căldură prin convecție și radiativ, ultima expresie este împărțit în două:
În mod similar, teoria similitudinii permite setarea dependențele criteriale sunt valabile pentru toate aceste procese de transfer de căldură.