На главную (The main)

Выбор раздела (Parts)

Выбор расчета (Heat)

Карта номограмм

Справочная информация

Система номограмм для расчёта коэффициента теплоотдачи

графоаналитический расчет коэффициента теплоотдачи

Коэффициент теплоотдачи выражает интенсивность теплообмена поверхности тела с окружающей средой, т.е. является отношением плотности теплового потока [Вт/м²], поступающего от тела в контактирующую с ним среду, при разности температур между рассматриваемым телом и средой в один градус [K].

Коэффициент теплоотдачи рассчитывается по формуле

α = Nu · λ / L

Схема системы номограмм для расчета коэффициента теплоотдачи

Обозначения параметров в формуле расчета коэффициента теплоотдачи

Nu - число Нусельта;

l - коэффициент теплопроводности, Вт/(м·К) [ккал/(м²·ч·ºС)];

L - характерный размер, мм. Например, для трубопровода - это диаметр.

Процесс теплообмена между поверхностью твердого тела и жидкостью называется теплоотдачей.
Поверхность тела, через которую переносится теплота, называется поверхностью теплообмена или теплоотдающей поверхностью.

Теплопроводностью называется процесс распространения тепла путём непосредственного соприкосновения между частицами с различной температурой.
Коэффициент теплопроводности l характеризует способность вещества проводить тепло.

Число Нуссельта Nu представляет собой безразмерный коэффициент теплоотдачи. Опреляется соотношением интенсивности конвективного теплообмена и интенсивности теплообмена теплопроводностью для неподвижной среды, т.е. выражается отношением конвективного теплового потока к тепловому потоку за счет теплопроводности.

✅ Формулы для расчета числа Нуссельта Nu и системы номограмм для определения числа Нуссельта Nu приведены на странице "Графоаналитический расчёт числа Нуссельта Nu".

Таблица 1 - Диапазоны изменения коэффициентов теплоотдачи α и теплопроводности λ при различных условиях

Коэффициент теплоотдачи a, кВт/(м²·К)		Коэффициент теплопроводности l, Вт/(м·К)
Свободная конвекция в газах	5 ... 30	Водород при комнатных условиях	0,2
Свободная конвекция воды	10² ... 10³	Воздух	0,025
Вынужденная конвекция газов	10 ... 500	Диоксид углерода	0,02
Вынужденная конвекция воды	500 ... 2·10⁴	Чистые серебро и медь	400
Кипение воды	2·10³ ... 4·10⁴	Углеродистые стали	50
Жидкие металлы	10² ... 3·10⁴	Жидкости	< 1
Пленочная конденсация водяного пара	4·10³ ... 10⁴	Вода	0,6
Капельная конденсация водяного пара	4·10⁴ ... 10⁵	Неметаллические твёрдые материалы	< 10
		Пористые материалы (пробка, вата и т.д.)	< 0,25

      Какие же значения может принимать число Нуссельта?
      Например, при течении воды внутри нагретой трубы при скорости течения 1 м/с, температуре стенки 100ºС, средней температуре воды 40ºС, внутреннем диаметре трубы 16 мм число Нуссельта равно 150.
      Для графоаналитического расчёта коэффициента теплоотдачи с использованием системы номограмм принимаем диапазон изменения числа Нуссельта: Nu = 0 ...300..

Таблица 2 - Системы номограмм для графоаналитического расчета коэффициента теплоотдачи

Nom-s #1

L=(1.2...8.5)mm

Nu=10...70

l=(0.35...0.85)Watt/(K·m)

a=(1...7)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #2

L=(0.9...8.5)mm

Nu=2...14

l=(0.09...0.85)Watt/(K·m)

a=(0.2...1.4)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #3

L=(0.1...5.5)mm

Nu=0...3

l=(0.01...0.55)Watt/(K·m)

a=(0...0.3)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #4

L=(0.2...8.5)mm

Nu=0...3

l=(0.03...0.32)Watt/(K·m)

a=(0.01...0.1)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #5

L=(0.1...6.5)mm

Nu=0...0.3

l=(0.07...0.32)Watt/(K·m)

a=(0.01...0.04)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #6

L=(1.2...8.5)mm

Nu=10...130

l=(0.35...0.85)Watt/(K·m)

a=(3...9)kWatt/(K·m^2)

Nom-s #7

L=(1.2...8.5)mm Nu=10...110 l=(0.02...0.24)Watt/(K·m) a=(0.25...1)kWatt/(K·m^2)

Литература

Справочник машиностроителя в шести томах под редакцией проф.д-ра техн.наук Н.С.Ачеркана, том 2, Государственное научно-техническое издательство машиностроительной литературы, Москва

Теплотехника. Под редакцией А.П.Баскакова, Москва Энергоатомиздат

М.А.Михеев и И.М.Михеева "Краткий курс теплопередачи", Государственное энергетическое издательство, Москва-Ленинград

Тема данного раздела: Коэффициент теплоотдачи. Графоаналитический расчет коэффициента теплоотдачи

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