16. Что такое конвекция?
Конве́кция (от лат. convectio — принесение, доставка) — явление переноса теплоты в жидкостях или газах путем перемешивания самого вещества (как вынужденно, так и самопроизвольно). Существует т. н. естественная конвекция, которая возникает в веществе самопроизвольно при его неравномерном нагревании в поле тяготения. При такой конвекции нижние слои вещества нагреваются, становятся легче и всплывают, а верхние слои, наоборот, остывают, становятся тяжелее и погружаются вниз, после чего процесс повторяется снова и снова. При некоторых условиях процесс перемешивания самоорганизуется в структуру отдельных вихрей и получается более или менее правильная решётка из конвекционных ячеек.
Различают ламинарную и турбулентную конвекцию. Естественной конвекции обязаны многие атмосферные явления, в том числе, образование облаков. Благодаря тому же явлению движутся тектонические плиты. Конвекция ответственна за появление гранул на Солнце. При вынужденной (принудительной) конвекции перемещение вещества обусловлено действием каких-то внешних сил (насос, лопасти вентилятора и т. п.). Она применяется, когда естественная конвекция является недостаточно эффективной.
Конвекцией также называют перенос теплоты, массы или электрических зарядов движущейся средой.
18. Что такое свободная конвекция?
Свободная конвекция - перемещение струй жидкости или газа, вызванные тем, что холодные и нагретые слои жидкости или газа имеют различную плотность.
22. Что такое излучение (радиация)?
излучение (радиация) – процесс переноса энергии выделившийся вследствие теплового движения в веществе в виде электромагнитных волн через полностью или частично прозрачную для них среду.
26. Число Нуссельта (Nu) — один из основных критериев подобия тепловых процессов, характеризующий соотношение между интенсивностью теплообмена за счёт конвекции и интенсивностью теплообмена за счёт теплопроводности (в условиях неподвижной среды). Названо в честь немецкого инженера Вильгельма Нуссельта.
l — характерный размер;λ — коэффициент теплопроводности среды;a — коэффициент теплоотдачи;qc — тепловой поток за счёт конвекции;qλ — тепловой поток за счёт теплопроводности.
Характерные значения: Число Нуссельта всегда больше или равно 1. То есть тепловой поток за счёт конвекции всегда превышает по своей величине тепловой поток за счёт теплопроводности.
Обычно для ламинарных течений число Нуссельта находится в диапазоне от 1 до 20. Большие числа Нуссельта (>100) свидетельствуют о сильном конвективном тепловом потоке, что является характеристикой турбулентных течений.
Для течений жидкости в каналах можно показать, что для установившегося ламинарного течения Nu = 4,36 (при условии, что тепловой поток в стенку постоянен) и Nu = 3,66 (при условии, что постоянна температура стенки).
28. ГРАДИЕНТ ТЕМПЕРАТУРЫ (от лат. gradiens, gradientis — шагающий), вектор, показывающий направление наискорейшего изменения температуры. Характеризует скорость непрерывного изменения в пространстве температуры при перемещении на единицу длины в направлении градиента температуры.