Praca Magisterska - tomasz strek home page

W momencie gdy występuje geometryczna symetria ciała oraz warunków brzegowych
wymiany ciepła, następuje symetria pola temperatury. Wówczas zerami stają się gradient
temperatury w kierunku prostopadłym do osi symetrii (płaszczyzny) pola temperatury i gęstość
strumienia ciepła. Pozwala to na obliczanie tylko jednej symetrycznej części pola temperatury.
gdzie:
Warunek Neumanna w bardziej ogólny sposób opisuje równanie
– współczynnik przejmowania ciepła .
· · , (2.27)
PowyŜsze sformułowanie pozawala na określenie strumienia ciepła w postaci wyraźnie
sprecyzowanego strumienia ciepła oraz współczynnika przejmowania ciepła w stosunku do
temperatury otoczenia . Aby uzyskać stan izolacji naleŜy 0 [5].
Wymiana ciepła pomiędzy powierzchnią ciała stałego, a opływającym ją płynem lub
gazem nazywana jest przejmowaniem ciepła. Prawo Newtona pomoŜe nam określić gęstość
strumienia przejmowanego ciepła
. (2.28)
Wzór (2.28) nie jest skomplikowany, jednak współczynnik przejmowania ciepła jest
funkcją wielu zmiennych. Zaczynając od własności termofizycznych, np.: ciepła właściwego,
gęstości, współczynnika przewodzenia ciepła, współczynnika lepkości, które są funkcjami
ciśnienia i temperatury. Następnie w duŜej mierze współczynnik przejmowania ciepła zaleŜy od
charakteru przepływu płynu, a przy tym kształtu rozpatrywanej powierzchni wymiany ciepła,
a takŜe od prędkości [1].
Istotnym pojęciem związanym z przejmowaniem ciepła jest konwekcja, o której była
juŜ mowa na początku 2 rozdziału. Konwekcję moŜemy podzielić na swobodna lub
wymuszoną. Swobodna konwekcja wywołana jest zewnętrznymi siłami masowymi, które
działają na płyn o róŜnych temperaturach, co za tym idzie róŜnych gęstościach. W wymuszonej
natomiast ruch płynu wywołany jest przez spręŜarkę, mieszadło, pompę lub dmuchawę [1].
PoniŜsza tabela przedstawia przybliŜone wartości współczynnika przejmowania ciepła
z podziałem na konwekcje swobodną i wymuszoną.
12