ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Температурный фактор из "Техническая термодинамика и основы теплопередачи " Разработка расчетных методов, отличающихся достаточной для целей практики точностью и вместе с тем не слишком сложных, привела к ряду интересных задач, важнейшие из которых мы разобрали выше. Теперь мы обратимся к рассмотрению задачи, имеющей общее значение для теории теплообмена и связанной с влиянием температурных условий процесса на интенсивность теплообмена. [c.358] В состав критериев подобия входят физические константы, каждая из которых зависит от температуры. Изменяемость физических констант с температурой при разработке расчетных методов создает трудность принципиального характера. [c.358] Температура элементов жидкости изменяется в пределах интервала значений температур, ширина которого определяется температурным напором. Поэтому возникает вопрос, к какой именно температуре должны быть отнесены физические константы, входящие в состав критериев. [c.358] Этот вопрос сохраняет принципиальное значение при любых условиях теплообмена, но практическую остроту он получает в тех случаях, когда теплообмен совершается при больших температурных напорах. Практика последних десятилетий весьма часто имеет дело с процессами, и происходящими при весьма больших температурных напорах. Поэтому вопрос о влиянии температурных условий процесса не только представляет теоретический интерес, но имеет также важное практическое значение. [c.358] Для первого из этих направлений характерно стремление свести задачу к вопросу о правилах выбора определяющей температуры. Это направление основано на идее, что влияние изменения физических констант с температурой может быть отражено с достаточной для практики точностью, если относить все физические константы к некоторой характерной для процесса температуре, лежащей между наибольшей и наименьшей температурами процесса. Благодаря внешней простоте получающихся выражений такой способ решения задачи получил широкое распространение в современной расчетной практике. В этой связи полезно вспомнить, что приводя расчетные формулы для интенсивности теплообмена ( 65 и 66), мы указывали, к какой именно температуре следует относить физические константы (т. е. опирались на понятие определяющей температуры). Если принять этот метод построения определяющей температуры, то вся сложность вопроса будет заключаться в том, как на самом деле найти эту температуру (по заданным по условию наибольшей и наименьшей температурам). Строгий ответ на этот вопрос можно было бы дать, располагая подробной картиной распределения температуры в области, охваченной теплообменом. Однако задача о температурном поле жидкости гораздо сложнее, чем вопрос об интенсивности теплообмена, и если бы мы могли решить эту задачу, то вообще отпала бы необходимость в определении коэффициента теплоотдачи. Поэтому предлагаемые правила выбора определяющей температуры основаны не на строгом количественном анализе, а на умозрительных соображениях. При большой сложности явления — это очень ненадежная основа. [c.359] Предлагается относить физические константы к температуре стенки, потока, средней арифметической между ними. Иногда принимается способ отнесения констант к разным температурам. В отдельных случаях удается подобрать способ вычисления определяющей температуры, дающий практически приемлемую точность при расчете частных задач. Однако совершенно безнадежно было бы пытаться найти общее решение на этом пути. [c.359] Более строгое и общее решение задачи может быть найдено, если исследовать ее методами теории подобия. [c.359] ЧТО при подобном преобразовании аргумента они в целом также преобразуются подобно. [c.360] Но это и значит, что функция у преобразована в целом подобно (причем множитель преобразования равен к ). [c.360] Таким образом, если поля абсолютных температур подобны, то поля физических констант также подобны. Следовательно, полное решение, отражающее влияние изменяемости физических констант с температурой, должно быть построено так, чтобы в число аргументов входил определяющий критерий, равенство которого означает подобие полей абсолютной температуры. [c.360] Этим требованием в исследование вносится существенно новая черта. До сих пор при изучении процессов перераспределения тепла мы всегда имели дело только с температурными разностями и подчеркивали, что по самому физическому содержанию задачи абсолютные значения температуры для процесса не существенны. Говоря о полях температуры, мы до сих пор всегда имели в виду поля температурных разностей — и именно это давало нам возможность отсчитывать температуру от произвольного нуля (например, от температуры окружающей среды). [c.360] Тот факт, что процесс рассматривался как зависящий только от разностей температур (но не от их абсолютного значения), существенным образом отразился на форме всех тех расчетных уравнений, которые мы до сих пор получали. По условиям задачи всегда задаются две температуры температура среды и температура поверхности взаимодействующего с ней тела. Это значит, что по условиям задачи задается одна только разность, и, следовательно, нельзя построить ни одного определяющего температурного критерия параметрического типа. И действительно, в число аргументов мы никогда не вводим такого рода критерия. [c.360] Как и ранее, мы считаем процесс стационарным (поэтому отпадает критерий гомохронности) и не пишем геометрические критерии параметрического типа. [c.361] Соответственно уравнению (XIV, 37) видоизменяются и частные формы основного уравнения для различных случаев теплообмена. Таким образом, задача сводится к определению количественного закона, которым определяется зависимость критерия Ми от температурного фактора. [c.361] Для одной из важнейших технических задач — движения газа по трубе постоянного сечения — этот вопрос изучен подробно. [c.361] Другие более сложные случаи теплообмена до настоящего-времени еще не изучены с требуемой полнотой. Исследования в этом направлении непрерывно продолжаются. [c.361] Вернуться к основной статье