Автоматическая система контроля

Автоматизация технологических процессов

Эффективный коэффициент теплоотдачи радиатора

Для системы воздушного охлаждения широкое применение получили радиаторы, которые различаются по виду развитой площади поверхности, а именно: пластинчатые, ребристые, игольчато-штыревые, типа «краб», жалюзийные, петельно-проволочные.

Исследования теплообмена радиаторов различного типа позволили построить приближенную зависимость среднего перегрева us = ts-tc основания площадью A от удельной нагрузки q = Ф/A (A=L1L2, A=pD2/4) при свободной и вынужденной вентиляции. Этот график приведен в приложении Б.5 /1/ и позволяет остановиться на том или ином типе радиатора, если заданы поверхностная плотность теплового потока q и допустимый перегрев us основания.

Для характеристики теплообменных свойств радиатора используют следующие параметры: эффективный коэффициент теплоотдачи aэф, тепловую проводимость sS, тепловое сопротивление RS. Эти параметры связаны со средним перегревом us основания и рассеиваемым потоком Ф зависимостями

aэфA = så = R-1å , A = L1L2 , A = pD2/4 ,

Ф = såus = R-1åus = aэф us A, (4.1)

где L1, L2 - размеры основания прямоугольного радиатора;- диаметр круглого основания.

Формула (4.1) справедлива для радиатора любого из рассмотренных выше типов; вся сложность процессов переноса теплоты и конструктивные особенности сосредоточены здесь в одной величине - эффективном коэффициенте теплоотдачи. Он может быть определен экспериментально или расчетным путем. В первом случае в основу положена зависимость (4.1), позволяющая по найденным из опыта значениям Ф и us определить aэф . В приложении Б.5 /1/ приведены полученные таким способом зависимости для различных типов выпускаемых промышленностью радиаторов. С помощью этих графиков можно подобрать радиатор, средняя температура основания которого не превышает заданной величины.

Рассмотрим теперь на примере пластинчатых, ребристых и игольчато-штыревых конструкций радиаторов расчетный метод определения параметров aэф, sS или RS. Необходимость анализа процесса теплообмена радиаторов связана с непрерывным изменением выпускаемых промышленностью типоразмеров радиаторов. Представим тепловую модель одиночного ребра или штыря в виде стержня произвольного сечения f с периметром U и длиной h, находящегося в среде с температурой tc и коэффициентом теплоотдачи с боковой поверхности a. Перегрев хi торца стержня i, в который входит поток Фi определяется по формуле

ui = ctgbh`,b2 = aU/(lf),h`= h + f/U (4.2)

Тепловое сопротивление Ri одиночного стержня на основании этой зависимости

Ri = sI-1 = vi / Фi = ctgbh`/ (lfb) (4.3)

Общая проводимость sSр оребренной части радиатора равна сумме проводимостей si всех N ребер

såр = = Nsi (4.4)

Если проводимость от неоребренной части радиатора равна sHр, то общая проводимость радиатора

så = sнр + Nlfbthbh` (4.5)

Параметр b содержит коэффициент теплоотдачи боковой поверхности ребра или штыря, который определяется из соответствующих критериальных уравнений. В частности, для вынужденной конвекции воздушной среды может быть рекомендована формула

= aL/lв = 0,21 Re0,8 , Nu = aL/lв , Re = upL/vв (4.6)

где lв , nв - теплопроводность и кинематическая вязкость воздуха при средних значениях температур;- определяющий размер для данного вида оребрения;

up- расчетная скорость движения воздуха для данного вида оребрения.

Особенности теплообмена радиатора учтены выборе параметров L и up, которые равны для ребристых поверхностей up = 1,25u, L = L1 , для игольчато-штыревых радиаторов

= d, up = uSш/( Sш - d)

где u- средняя скорость движения воздуха; Sш - шаг оребрения; d - диаметр штыря.

Другие статьи по теме

Использование IP-телефонии при ликвидации чрезвычайных ситуаций Без широкого применения средств связи, автоматизированных систем управления, использующих современные информационные, коммуникационные технологии и новейшую вычислительную технику, нево ...

Исследование рабочих характеристик гидроакустической станции В настоящее время активно развивается использование подводных лодок для проведения туристических круизов. За 10 лет построено несколько сотен туристических подводных лодок (ТПЛ). Водоизм ...

Анализ на безопасность платы ТС2 ЦП ДЦ Минск цифровая схема моделирование интерфейсный Одним из эффективных инструментов проверки безопасности системы (элементов) является физическое и (или) логическое (имитационное) модел ...