Теплообмен при турбулентном режиме течения

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

При турбулентном режиме течения в канале (Re > 10⁴) длина участка тепловой стабилизации в настоящее время принимается равной

и для описания теплообмена рекомендуется формула Крауссольда–Михеева, полученная на основании обработки огромного количества экспериментальных данных: (2.44)

где и – средние значения числа Нуссельта и коэффициента теплоотдачи на участке трубы длиною L; – критерий Рейнольдса; – температурный фактор.

Функция , учитывающая влияние на теплообмен расстояния от входа в канал, экспериментально установлена И.Т. Аладьевым и табулирована им. Для проведения расчетов нам представилось полезным аппроксимировать ее в виде

, (2.45)

где

При больших значениях имеем .

13) Первый закон термодинамики является обобщением закона сохранения и превращения энергии для термодинамической системы. Он формулируется следующим образом:

Изменение Δ U внутренней энергии неизолированной термодинамической системы равно разности между количеством теплоты Q, переданной системе, и работой A, совершенной системой над внешними телами. Δ U = Q – A.

Соотношение, выражающее первый закон термодинамики, часто записывают в другой форме: Q = Δ U + A.

Количество теплоты, полученное системой, идет на изменение ее внутренней энергии и совершение работы над внешними телами.

14) Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны. Чем выше температура тела, тем более короткие волны оно испускает. Тело, находящееся в термодинамическом равновесии со своим излучением, называют абсолютно черным (АЧТ). Излучение абсолютно черного тела зависит только от его температуры. В 1900 году Макс Планк вывел формулу, по которой при заданной температуре абсолютно черного тела можно рассчитать величину интенсивности его излучения. Австрийскими физиками Стефаном и Больцманом был установлен закон, выражающий количественное соотношение между полной излучательной способностью и температурой черного тела: ε = σ T⁴.

Этот закон носит название закон Стефана–Больцмана. Константа σ = 5, 67∙ 10^–8 Вт/(м²∙ К⁴) получила название постоянной Стефана–Больцмана.

Все планковские кривые имеют заметно выраженный максимум, приходящийся на длину волны

Этот закон получил название закон Вина. Так, для Солнца Т₀ = 5 800 К, и максимум приходится на длину волны λ _max ≈ 500 нм, что соответствует зеленому цвету в оптическом диапазоне. С увеличением температуры максимум излучения абсолютно черного тела сдвигается в коротковолновую часть спектра. Более горячая звезда излучает большую часть энергии в ультрафиолетовом диапазоне, менее горячая – в инфракрасном.

15) Политропный процесс — термодинамический процесс, во время которого удельная теплоёмкость С газа остаётся неизменной. Предельными частными явлениями политропного процесса являются изотермический процесс и адиабатный процесс. В случае идеального газа изобарный процесс и изохорный процесс также являются политропическими. Для идеального газа уравнение политропы может быть записано в виде: pVⁿ = const

где величина называется показателем политропы.

В зависимости от процесса можно определить значение n:

1. Изотермический процесс: n = 1, так как PV¹ = const, значит PV = const, значит T = const.

2. Изобарный процесс: n = 0, так как PV⁰ = P = const.

3. Адиабатный процесс: n = γ, это следует из уравнения Пуассона.

Здесь γ — показатель адиабаты.

4. Изохорный процесс: , так как , значит P₁ / P₂ = (V₂ / V₁)ⁿ, значит V₂ / V₁ = (P₁ / P₂)^{(1 / n)}, значит, чтобы V₂ / V₁ обратились в 1, n должна быть бесконечность.

16) Закон Планка. Испускание энергии по длинам волн происходит неравномерно и зависит от температуры. Зависимость спектральной плотности потока излучения от длины волны и температуры устанавливается законом Планка:

Согласно этому закону каждой длине волны соответствует своё значение спектральной плотности потока излучения. Из закона следует: с повышением температуры энергия излучения существенно повышается; максимум интенсивности излучения с повышением температуры смещается в сторону коротких длин волн.

⇐ Предыдущая 123 4 Следующая ⇒