Convecție - transfer de masă, ca rezultat al mișcării mediului continuu (gaz, lichid). Există diferite tipuri de convecție, în funcție de motivele care stau la generatoarele sale; cele mai frecvente - gratuit. forțată și convecție capilară.
transfer de căldură convectiv are loc prin contactul lichidului în mișcare și suprafața solidă la temperaturi diferite. Atunci când mișcarea forțată convecție din cauza nu încălzirea lichidului, așa cum a observat cu convectia naturala, precum și influența unor forțe externe. Energia care vine din exterior, este necesară pentru a menține fluxul de lichid; în care fluidul de forțe de presiune în două. în funcție de viteza de curgere și forța de frecare. datorită vâscozității fluidului. Impactul acestor forțe asupra fluidului de transfer de căldură se caracterizează printr-un parametru de convecție adimensional Reynolds. Acest parametru caracterizează modul de curgere, de asemenea, în stratul limită. care determină modul cel mai direct fluidul de transfer de căldură.
transfer de căldură prin convecție apare ca rezultat al deplasarea particulelor și mediul termic se observă numai în medii lichide și gazoase. In functie de cauza, determinanta particulele de fluid muta distinge prin convecție liberă și forțată.
Free (natural, densitate) se numește mișcarea convecție a fluidului (gaz), neuniformitatea densitate cauzată de particulele lichide (gaz), fiind într-un câmp gravitațional. Prin urmare, liber de transfer de căldură convectiv cauzată de mișcarea particulelor lichide numai în virtutea modificărilor densității lor, care, la rândul său, este cauzată de încălzirea sau răcirea sau prin schimbarea concentrației (salinitate). De exemplu, în cazul în care apa din vas, păstrat la o temperatură de peste 4 ° C, se răcește de mai sus, apar în convecție liberă de apă, adică. E., transportul activ al particulelor de apă de jos în sus. Concomitent, se va produce un transfer de particule răcite în direcția opusă. În acest caz, o convecție liberă non-staționare. Creșterea densității straturilor superficiale ale corpului de apă se poate produce, de asemenea, datorită unei creșteri a afluenților datorate turbiditate, salinitate sau prin evaporare.
convecția forțată se numește mișcare a fluidului (gaz) cauzate de forțe externe (vânt, pompă, etc.), precum și câmpul uniform în forțele masice de lichid (gradient, etc.). Astfel, transferul de căldură prin convecție forțată cauzate de apă sau de masă de aer de amestec turbulent de curgere, și este de asemenea asociat cu transferul lichidului de răcire. Când convecția forțată se realizează și transferul de căldură asociate, de exemplu, cu trecerea debitelor cursurilor de apă și aer, cu agitare, vânt și vânt peste sushi maselor de apă. Spre deosebire de convecție liberă cu convecție forțată are loc transferul de masă de apă polară, și nu molecular, t. E. Transferul unor volume mari de fluid.
Astfel, fluid hidraulic (câmp de viteze) cu convecție forțată este doar puțin dependentă de temperatură și, prin urmare, poate și trebuie să fie determinat înainte de calcularea căldurii; este dat în abordarea provocărilor termice, în timp ce instalația hidraulică cu o convecție liberă (naturală) este direct legată de condițiile termice ale corpului de apă în cauză, astfel încât aici sistemele hidraulice și termelor trebuie să abordeze împreună ceea ce complică în mod fundamental foarte mult sarcina.
De multe ori se produce forțat simultan și convecție liberă.
O a treia formă de transfer de căldură datorită radiant (radiații) și schimbul de căldură se realizează prin conversia energiei dublă: în primul rând dintr-o radiație electromagnetică termică la locul și apoi, după ce a trecut cu totul în mediu diatermic înapoi în căldură în locul de absorbție. Astfel, această formă de transmitere a căldurii este caracterizată prin aceea că, o parte din energia corpului, temperatura de suprafață este determinată, este transformată în energie termică și radiația sunt deja în această formă este transmisă din împrejurimi. Reuniunea privind modul în care un alt corp, energia radiantă este reflectată parțial de suprafață și este parțial absorbită de acestea, adică. E. ajunge la o anumită adâncime, în funcție de transparența corpului.
rata de transfer de căldură prin metodele de mai sus sunt diferite. Metoda de radiație se realizează transmisia aproape instantanee a căldurii; astfel încât rata de transfer de aer de 300 000 km / s. Metodă pentru rata de transfer convectiv al căldurii este total dependentă de viteza fluidului; asa. de exemplu, în râu poate fi de 1-2 m / s.
convecție forțată este cauzată de efectele mecanice externe asupra mediului.
Exemple sunt forțați mișcarea aerului prin convecție în camera sub acțiunea ventilatorului, curgerea fluidului în tubul sub acțiunea pompei hidraulice și altele. Atunci când se deplasează corpului într-un mediu în mișcare relativă de repaus a mediului într-un sistem de coordonate asociat cu corpul, de asemenea, prezintă un caz special de convecție forțată.
Procesele fizice care au loc în timpul convectie fortata. asociată cu mișcarea organelor la viteze mari într-o atmosferă simulat tunel aerodinamic unde modelele fixe reproduse flux în jurul fluxului de aer.
O formă specială a transferului de căldură în cazul modificărilor în starea de agregare a substanței, cum ar fi apa de cristalizare și topirea gheții în timpul condensării aburului și evaporarea apei și așa mai departe. D.
procesele biologice și chimice sunt, de asemenea, însoțite de procese termice. După cristalizare și condensarea apei și a proceselor biologice exotermă se produce și după evaporarea apei, topirea gheții - absorbția acestuia.
În studiul convecției naturale realizate în urma constatărilor fizice:
1. transfer de căldură prin convecție naturală nu se produce în mod uniform pe întreaga suprafață, deoarece fluxul de lichid format au viteze diferite la diferite puncte și căldură retrase inegale din încălzirea conductorului (Fig. 1).
2. Prin schimbarea formei încălzirea conductorului, este posibil de a reglementa mediul de răcire naturală oferind astfel o reducere, și în mod ideal puncte lipsă supraîncălzire excesivă care duce la eșecul prematură a aparatului.
În studiul de convecție forțată care se face în urma constatărilor fizice:
1. Atunci când insuficiența convecția naturală poate fi îmbunătățită prin adăugarea cantității de dispozitiv de răcire ca și convecție forțată.
2. convecția forțată se schimbă treptat, fluid și căldură de curgere, respectiv, și după un anumit nivel îneacă complet fluxul natural, fluid, creând o autoîncălzire între dispozitivul de încălzire și mediul său (Fig. 2).
Un grafic de contur a distribuției temperaturii. convecție naturală.
Un grafic de contur a distribuției temperaturii. convecție forțată
Atunci când există o răcire convecție naturală nu este corpuri uniforme de formă simplă și chiar simetrie completă.
Prin schimbarea formei corpului poate realiza o mai mare uniformitate a căldurii și pentru a evita punctele de supraîncălzire excesive.
Pentru a îmbunătăți transferul de căldură prin convecție și corectarea este posibilă utilizarea convectie fortata.
1. H. Wang Datele formule de bază și de transfer de căldură pentru ingineri - M. Nauka, 1979.
2. SS Kutateladze Bazele teoriei transfer de căldură. Ediția a 5. M. 1979.
3. termotehnicã Manualul, 2nd ed. Vol. 2, M. 1976.
Este nevoie de frame-uri inline de sprijin.