- •Лабораторная работа №3
- •1.Введение
- •2. Основные теоретические положения
- •2.1. Кондуктивный теплообмен
- •2.1.2. Конвективный теплообмен
- •2.3. Лучистый теплообмен
- •2.4. Математические модели радиаторов охлаждения эри
- •2.5. Выбор радиатора
- •4. Варианты заданий к лабораторной работе
- •5. Порядок выполнения работы
- •5. Требования к отчету
2. Основные теоретические положения
2.1. Кондуктивный теплообмен
L
Rт=,
* F
где : L - длина пути теплового потока,
- коэффициент теплопроводности материала,
F - площадь поперечного сечения теплового потока.
Рис. 2.1. Изображение кондуктивной ветви.
2.1.2. Конвективный теплообмен
Рис. 2. 2. Модели конвективного теплообмена.
Рис.2.3. Коэффициенты для учета направления теплообмена.
На рисунке 2.2 показаны электротепловая (а) и тепловая (б) модели конвективного теплообмена. В электротепловой модели температура окружающей среды задается с помощью источника ЭДС. Конвективный теплообмен зависит от ориентации поверхности в пространстве. На рисунке 2.3 представлены коэффициенты, учитывающие ориентацию поверхности. Тепловое сопротивление конвективной ветви:
1
Rконв=,
к* S
где:
t1- t2
к = к A2(t1,t2) ()m,
L0
S - площадь поверхности,
к - конвективный коэффициент теплообмена,
к - коэффициент ориентации поверхности в пространстве,
A2- коэффициент, зависящий от температуры поверхности (t1) и температуры среды (t2),
L0 - определяющий (минимальный) размер поверхности в плане,
m – показатель степени (закон степени 1/8, 1/3 или 1/4).
Закон степени 1/8 - при охлаждении тонких, длинных стержней, режим - ламинарный, теплообмен незначительный.
Закон степени 1/4 - интенсивное ламинарное движение теплоносителя, теплообмен выше, чем в предыдущем случае.
Закон степени 1/3 - вихревое движение теплоносителя, теплообмен наиболее интенсивный из рассмотренных случаев.
Rконврассчитывается в программе итерационным методом: задаемся Rконв, подставляем, рассчитываем тепловой режим (t1), уточняем значение Rконви т. д. до необходимой точности.
2.3. Лучистый теплообмен
Лучистый теплообмен происходит:
1) между твердыми телами,
2) между твердым телом и окружающей средой.
1
Rл =,
л*S
где л=лF(t1,t2),
л- лучистый коэффициент теплообмена,л- приведенная степень черноты поверхности, равная произведению степеней черноты излучающего и принимающего тел;
Рис. 2.4. Модель лучистого и конвективного теплообменов.
- коэффициент облученности (доля излучения, попадающая на соседнее тело или в окружающую среду), S - площадь поверхности излучающего тела.
Тепловое сопротивление лучистой ветви:
1
Rл=,
5,67*10-8 п (t1-t2) (t12-t22)S
где: t1,t2 - температуры поверхностей теплообмена.
Входные параметры для расчета теплового режима - данные о структуре тепловой модели, а также значения рассеиваемых на радиоэлементах мощностей, геометрические размеры элементов конструкции и т. д.