Dạng tổng quát của phơng trình tiêu chuẩn tỏa nhiệt

110
Trong đó: - Nu =
l
là hệ số tỏa nhiệt không thứ nguyên cha biết, đợc gọi là tiêu chuẩn Nusselt, đặc trng cho cờng độ tỏa nhiệt.
a Pr
=
là độ nhớt không thứ nguyên, cho trớc trong điều kiện vật lí, đợc gọi là tiêu chuẩn Prandtl, đặc trng cho tÝnh chÊt vËt lÝ cña chÊt láng.
v l
Re ω
=
là vận tốc không thứ nguyên, đợc gọi là tiêu chuẩn Reynolds, đặc trng cho chế độ chuyển động. Trong tỏa nhiệt cỡng bức Re là tiêu chuẩn
xác định. Trong tỏa nhiệt tự nhiên, Re là tiêu chuẩn cha xác định phụ thuộc vào Gr và Pr.
2 3
y t
l g
Gr
=
là lực nâng không thứ nguyên, cho trớc theo điều kiện đơn trị, đợc gọi là tiêu chuẩn Grashof, đặc trng cho cờng độ đối lu tự nhiên.

10.2.3. Các dạng đặc biệt của phơng trình tiêu chuẩn tỏa nhiệt

Khi đối lu tự nhiên đơn thuần, Re là ấn số phụ thuộc Gr và Pr, nên phơng trình 10-4 sẽ có dạng:
Nu=f Gr,Pr.
Khi chuyển động cỡng bức mạnh, có thể coi Gr = const, lúc đó phơng trình 10- 4 có dạng:
Nu = f Re,Pr. Khi môi trờng là hất khí, có Pr = const, phơng trình 10-4 có dạng:
Nu=fGr,Re. Khi chất khí đối lu tự nhiên thì Nu = FGr, khi chất khí chuyển động
cỡng bức mạnh thì Nu = fRe. 10.3. cách xác định công thức thực nghiệm
10.3.1. Các bớc thực nghiệm
Khi cần thiết lập công thức tính α cho 1 hiƯn t−ỵng táa nhiƯt, ng−êi ta tiÕn hành các bớc nh sau:
1. Lập mô hình thí nghiệm đồng dạng với hiện tợng tỏa nhiệt đang xét 2. Đo các giá trị của tất cả các đại lợng tại các chế độ cần khảo sát.
3. lập bảng tính các giá trị tơng ứng của các tiêu chuẩn Re, Gr, Pr, Nu
theo các số liệu thu đợc tại k điểm đo khác nhau. 4. lập công thức thực nghiệm Nu = f Gr,Re,Pr theo bảng giá trị các tiêu
chuẩn nói trên bằng phơng pháp đồ thị.

10.3.2. Phơng pháp đồ thị tìm dạng phơng trình tiêu chuẩn

111
Từ bảng sè liƯu Nu, Re, Gr. Pr ng−êi ta cã thĨ tìm công thức rhực nghiệm ở dạng Nu = CRe
n
Gr
m
Pr
p
bằng cách lần lợt xác định các số mũ n, m, p và hằng số C trên các đồ thị logarit.

10.3.2.1. Khi Nu = fRe = CRe

n
Trên đồ thị lgNu, lgRe phơng trình trên có dạng đờng thẳng lgNu = nlgRe + lgC, với n, C đợc xác định nh sau:
- Biễu diễn các điểm thực nghiệm trên đồ thị lgNu,lgRe - Xác định đờng thẳng đi qua tập điểm thực nghiệm nói trên theo phơng
pháp bình phơng nhỏ nhất. - Tìm góc nghiêng của đờng thẳng và giao điểm C
= lgC với trục lgNu, nhờ đó tìm đợc n = tg và C = 10
C
Khi miền biến thiên của Re khá lớn, làm thay đổi chế độ chuyển động ngời ta chia miền đó ra các khoảng

1
Re Re
+
ữ
i i
khác nhau và tìm n
i
= tg
i
, C
i
= 10
C 0i
cho mỗi khoảng.