Система номограмм для выбора числа Прандтля Pr

графоаналитический расчет числа Прандтля

Число Прандтля характеризует влияние на процесс теплоотдачи физических свойств среды и определяется её термодинамическим состоянием.
Формула для расчета числа Прандтля

Pr = υ / a

Схема системы номограмм для графоаналитического расчета числа Прандтля

Обозначения в формуле расчета Pr и на номограммах:

a - коэффициент температуропроводности, м²/ч;

n - коэффициент кинематической вязкости, м²/ч;

g - удельный вес, мг/м³;

Ср - теплоёмкость при постоянном давлении, кДж/(кг*К) [ккал/(г*град)];

l - коэффициент теплопроводности, Вт/(м*К) [кал/(м*час*град)].

Представленные изображения номограмм для расчета числа Прандтля являются скринами окна программы по расчету и построению систем номограмм, в которой рассчитывается широкое поле значений параметров и, далее, происходит работа с обширным полем комплекса значений разных параметров путем перемещения по осям номограмм с увеличением интересующей зоны значений.

Число Прандтля Pr состоит из величин, характеризующих теплофизические свойства вещества (среды) и по существу само является теплофизической константой вещества.

Коэффициент температуропроводности a характеризует скорость выравнивания температуры в неравновесных процессах.

Коэффициент теплопроводности l характеризует способность вещества проводить тепло.

Коэффициент кинематической вязкости υ характеризует вязкостное состояние вещества с учетом влияния силы тяжести.

Вязкость это состояние "внутреннего трения" вещества (трения между слоями жидкости или газа), выражающееся во "внутреннем сопротивлении" жидкости процессу её перемещения, точнее сопротивлении перемещению одних слоев жидкости относительно других.

Удельная теплоемкость Cp характеризует способность вещества воспринимать ("впитывать") тепло при повышении температуры, что можно условно сравнить со способностью электрического конденсатора запасать энергию.

Cистемы номограмм для графоаналитического расчета числа Прандтля

Приведенные системы номограм для расчета числа Pr содержат следующие диапазоны значений параметров:

l - (0.01 ... 0.85) Вт/(м*К);

Ср - (0.02 ... 20) кДж/(кг*К);

g - (0.001... 40) мг/см³;

n - (0.001 ... 5) м²/ч;

a - (0.005 ... 0.8) м²/ч;

Pr - 0.2 ... 220

Для пересчета между системами единиц используем следующие соотношения:

1 кал = 4.1868 Дж;

1 Вт/(м*К) = 860 [кал/(м*час*град)]

1 Ватт · ч = 3600 Дж

Например, в справочнике Н.Б. Варгавтика теплоёмкость Ср водорода при температуре 300 К и давлении 1 кгс/см² - Ср = 3.42 кал/(г*град). Для перевода в систему единиц СИ выполним следующие преобразования Ср=3.42*4.1868 = 14.319 кДж/(кг*К).

Теплопроводность водорода при тех же условиях l = 158 кал/(м*час*град), что соответствует l = 158/860 =0.184 Вт/(м*К).

Динамическая вязкость, приведенная в справочнике по гидравлическим сопротивлениям для ксенона при нормальных условиях - n=2*10^-4 м²/с. Преобразуем для наших расчётов: n=2*10^-4*3600=0.72 [м²/ч]

Web-сайт "ГРАФОАНАЛИТИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ". Контактная информация. E-mail: nomogramka@gmail.com