Page 16 - 4548

може бути розв`язана лише для простих випадків з певним припущенням. Зна-
ходження числових значень  експериментальним шляхом зв`язане із значни-
ми труднощами: треба провести велику кількість дослідів, щоб з’ясувати вплив
на  кожного з факторів. Справа ускладнюється також і тим, що різні величи-
ни, від яких залежить  , часто зв`язані між собою, наприклад, при зміні темпе-
ратури змінюється в`язкість, теплоємність, коефіцієнт теплопровідності і ін.
Вихід із ситуації дає теорія подібності. Ця теорія дає можливість проводити
експеримент не на натуральних об`єктах, а на моделях і результати дослідів на
моделях перенести на всі подібні явища. По-друге, основуючись на системі ди-
ференціальних рівнянь конвективного теплообміну, теорія подібності чітко ви-
значає умови подібності фізичних явищ і процесів. Обробка результатів експе-
рименту в критеріальній формі дає можливість з’ясувати основні фактори, що
суттєво впливають на величину коефіцієнта тепловіддачі, і відкинути другоря-
дні. Наприклад, розглядаючи вимушений рух рідини в трубах і вважаючи тем-
пературу рідини і стінки труби неоднаковими, можна визначити тепловий потік
між ними. Для цього необхідно знати коефіцієнт тепловіддачі.
Бажано мати результати не лише для даної труби, роду рідини, її швидко-
сті, але і для інших умов. Це стає можливим завдяки теорії подібності. У крите-
рій Нуссельта входять (Re, Pr, Gr). Проте при вимушеному русі рідини він за-
 d 
лежить в основному від двох параметрів: критерію Рейнольдса, Re  , який

визначає характер руху рідини і критерію Прандтля, який визначає фізичні вла-
  
стивості рідини. З цього випливає, що Nu  . Ця функціональна залежність

може бути наближено представлена у вигляді степеневої функції

 Pr  . 0 25
n
m
Nu  C  Re  Pr Gr p  p  .


 Pr c 
Студент повинен чітко усвідомити фізичну суть основних критеріїв (Рей-
нольдса, Прандтля, Грасгофа, Нуссельта ) і вміти використовувати критеріальні
рівняння при розв`язуванні задач.
Питання для самоперевірки

1) Сформулюйте основний закон конвективного теплообміну.
2) Який критерій характеризує вимушену конвекцію?
3) Який критерій характеризує вільну конвекцію?
4) Що характеризує критерій Нуссельта? Що таке визначальна температу-
ра і визначальний лінійний розмір?
5) У чому особливість тепловіддачі води під час кипіння і конденсації?
6) Які режими кипіння Вам відомі?

2.3 Теплообмін випромінюванням
Зміст теми. Загальні поняття і визначення. Тепловий баланс променисто-
го теплообміну. Закони променистого теплообміну. Теплообмін випромінюван-
ням між тілами, які відокремлені прозорим середовищем. Захист від випромі-

15