Характеристики числа Прандтля
Число Прандтля – это критерий подобия тепловых процессов в жидкостях и газах. Данный критерий учитывает влияние физических характеристик теплоносителя на теплоотдачу
Формула для определения значения числа:
Рисунок 1. Формула. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Здесь $ν$ и $η$– кинематическая и динамическая вязкость вещества; ρ – плотность; $χ$ и $α$ – коэффициенты теплопроводности и температуропроводности соответственно; $c$ – удельная теплоемкость.
Число Прандтля названо в честь немецкого физика Людвига Прандтля, который занимался изучением массо- и теплообмена в пограничных слоях.
Следует заметить, что число Прандтля является исключительно физической характеристикой среды и зависит только от ее термодинамического состояния.
Значения числа
Число Прандтля для газов практически неизменно. Для двухатомных газов $Pr$ > $0,72$, для трех- и многоатомных газов $0,75$
Рисунок 2. Зависимости числа Прандтля. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Физический смысл числа Прандтля заключается в том, что оно показывает отношение скорости диффузии вещества к его температуропроводности. Один из важнейших критериев подобия – число Нуссельта – зависит от числа Прандтля, а также от теплоемкости вещества при постоянном давлении.
Для неметаллов число Прандтля изменяется при температурных колебаниях. При этом наиболее значительные изменения оно претерпевает в условиях максимальной вязкости жидкости. Например, для воды при 0° С число Прандтля принимает значение $Pr = 866$, а при 100° С $Pr = 13,5$. Для жидких металлов $Pr$ принимает значения, много меньшие единицы и уже не так сильно изменяется при температурных колебаниях.
