Главнейшие безразмерные критерии тепловых и гидродинамических процессов

Формула

Название критерия

Величины, входящие в критерий

Значение критерия

Re = ωd/ν

Критерий Рейнольдса (критерий режима движения)

ω – скорость, м/с;

d – эквивалентный диаметр канала;

ν – коэффициент кинематической вязкости, м²/с

Характеризует соотношение сил инерции и вязкости и определяет гидродинамический режим движения

Eu = Δρ/ ω²ρ

Критерий Эйлера (критерий падения давления)

Δр – перепад давления, Н/м²;

ρ – плотность жидкости, кг/м³

Характеризует соотношение сил давления и инерции, а также безразмерную величину падения давления

Pr = ν/a

Критерий Прандтля (критерий физических свойств жидкости)

а – коэффициент температуропроводности, м²/с

Характеризует физические свойства жидкости и способность распространения тепла в жидкости

Pe = ωd/a = Re·Pr

Критерий Пекле

-

Является мерой отношения молекулярного и конвективного переноса тепла в потоке

Nu = αd/λ

Критерий Нуссельта (критерий теплоотдачи)

α – коэффициент конвективной теплоотдачи, Вт/(м²*град);

λ – коэффициент теплопроводности жидкости (газа), Вт/(м*град)

Характеризует отношение между интенсивностью теплоотдачи и температурным полем в пограничном слое потока

Bi = L/λ_м

Критерий Био

L – характерный размер тела, м;

λ_м – коэффициент теплопроводности твердого (материала), Вт/(м*град)

Является мерой соотношения между внутренним и внешним термическими сопротивлениями

Формула

Название критерия

Величины, входящие в критерий

Значение критерия

F₀ = aτ/L²

Критерий Фурье (безразмерное время)

τ – время, с

Характеризует связь между скоростью изменения температурного поля, физическими константами и размерами тела

Gr = (βgL³∆t) / ν²

Критерий Граскофа (критерий подъемной силы)

β – коэффициент объемного расширения, 1/град;

∆t – разность температур в двух точках системы потока и стенки, град

Если ρ^’_ж и ρ^”_ж плотности жидкости в двух точках системы, то (ρ^’_ж - ρ^”_ж)/ ρ^’_ж = β∆t

β = 1/(273+ t)

Характеризует подъемную силу, возникающую в жидкости вследствие разности плотностей, а также кинематическое подобие при свободном движении жидкости

Ar = (gL³/ ν²)*((ρ₀-ρ)/ρ)

Критерий Архимеда

ρ и ρ₀ – плотности одной и другой фаз

Используют при рассмотрении движения жидкости, в которой имеется взвесь твердых частиц или пузырьков. При β = const идентичен критерию Gr.