Задача по конвекции возхдуха.

Сообщение №1920 от Владимир64 21 сентября 2007 г. 09:04
Тема: Задача по конвекции возхдуха.

Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.


Отклики на это сообщение:

> Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.


> > Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> > Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

> Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.

А я бы ответил не так,или не совсем так.
Если разность тем-р концов трубы поддерживается,например, с помощью холодильной установки или кондиционера (впрочем, это одно и то же) и материал
трубы достаточно теплопроводен,то вдоль трубы установится возрастающее рспределение температур и,соответственно, убывающее с высотой распределение плотности внутреннего воздуха. Архимед молчит.
Это всё.


> Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.


Извините, а в центре трубы со временем образуется абсолютный вакуум?!


> > Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет струиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края трубы будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.

>
> Извините, а в центре трубы со временем образуется абсолютный вакуум?!

Нет, в трубе давление будет атмосферное в любом случае. Труба без дна и покрышки, неподвижна. И воздух в ней стоит как стоял.


> > > Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> > > Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

> > Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.

> А я бы ответил не так,или не совсем так.
> Если разность тем-р концов трубы поддерживается,например, с помощью холодильной установки или кондиционера (впрочем, это одно и то же) и материал
> трубы достаточно теплопроводен,то вдоль трубы установится возрастающее рспределение температур и,соответственно, убывающее с высотой распределение плотности внутреннего воздуха. Архимед молчит.
> Это всё.

Конвекция будет снаружи. См. рис.
Это всё.

http://physics.nad.ru/img/zadatca5.jpg


> > > > Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> > > > Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

> > > Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.

> > А я бы ответил не так,или не совсем так.
> > Если разность тем-р концов трубы поддерживается,например, с помощью холодильной установки или кондиционера (впрочем, это одно и то же) и материал
> > трубы достаточно теплопроводен,то вдоль трубы установится возрастающее рспределение температур и,соответственно, убывающее с высотой распределение плотности внутреннего воздуха. Архимед молчит.
> > Это всё.

> Конвекция будет снаружи. См. рис.

Очевидно, что в задаче спрашивают о потоках воздуха внутри, а не снаружи трубы.
Интересно, одинакова ли средняя плотность воздуха в трубе и в окружающей среде?


> > > > > Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> > > > > Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

> > > > Конвекция будет местной, у концов труб. Вертикального потока газа в трубе не образуется. То есть горячий воздух от верхнего края трубы будет стуиться вверх, подчиняясь закону Архимеда, а холодный воздух от нижнего края труды будет струиться вниз. Замкнутого контура конвективного потока для всей трубы не получается. Я так бы ответил.

> > > А я бы ответил не так,или не совсем так.
> > > Если разность тем-р концов трубы поддерживается,например, с помощью холодильной установки или кондиционера (впрочем, это одно и то же) и материал
> > > трубы достаточно теплопроводен,то вдоль трубы установится возрастающее рспределение температур и,соответственно, убывающее с высотой распределение плотности внутреннего воздуха. Архимед молчит.
> > > Это всё.

> > Конвекция будет снаружи. См. рис.
>

> Очевидно, что в задаче спрашивают о потоках воздуха внутри, а не снаружи трубы.
> Интересно, одинакова ли средняя плотность воздуха в трубе и в окружающей среде?

Вопрос,конечно,интересный.
На вскидку:потоки воздуха,обтекающие концы трубы,создадут инжекторный эффект
и давление (и вместе с ним плотность)внутри будет несколько ниже наружного.
Надеюсь проверить экспериментально,прикрепить к концам трубы змеевики с циркулирующей холодной и горячей водой. См.рис.


> > > > > > Имеем вертикальную трубу высоты h и сечения S. Верх трубы нагрет до температуры T1 = 50 град C, а низ охлажден до Т2 = 0 град С. Окружающий воздух имеет температуру Т3 = 20 град С.
> > > > > > Вопрос? Куда будет двигаться поток воздуха и с какой скоростью? Спасибо.

> > Интересно, одинакова ли средняя плотность воздуха в трубе и в окружающей среде?

> Вопрос,конечно,интересный.
> На вскидку:потоки воздуха,обтекающие концы трубы,создадут инжекторный эффект
> и давление (и вместе с ним плотность)внутри будет несколько ниже наружного.
> Надеюсь проверить экспериментально,прикрепить к концам трубы змеевики с циркулирующей холодной и горячей водой. См.рис.

Если делать эксперимент, то трубу желательно брать неметаллическую (чтобы теплопроводность трубы не уменьшала тягу), а змеевик с холодной водой можно и не ставить, т.к. температура холодной воды ненамного ниже комнатной. Вместо этого можно просто обложить основание трубы льдом.
Хотя чую, что однозначного ответа эксперимент не даст :)


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100