Numéro de Prandtl: clé de la compréhension de l'écoulement des fluides et transfert de chaleur

Pour-décomposer-chaque-composant-de-cette-formule-et-explorer-sa-signification:

Détails-de-la-formule

• v-(viscosité-dynamique):-Mesure-la-résistance-interne-du-fluide-à-l'écoulement-et-est-généralement-mesurée-en-Pascal-secondes-(Pa·s)-ou-kg/(m·s).-Par-exemple,-le-miel-a-une-viscosité-plus-élevée-par-rapport-à-l'eau.
• Cp-(capacité-thermique-spécifique):-La-quantité-de-chaleur-nécessaire-pour-augmenter-la-température-d'une-unité-de-masse-d'une-substance-d'un-degré-Celsius-(ou-d'un-Kelvin).-Mesuré-en-Joules-par-kilogramme-par-Kelvin-(J/(kg·K)).
• k-(conductivité-thermique):-Le-taux-auquel-la-chaleur-traverse-un-matériau,-mesuré-en-Watts-par-mètre-par-Kelvin-(W/(m·K)).-Par-exemple,-les-métaux-ont-une-conductivité-thermique-élevée.

Entrées-et-sorties

Illustrons-cela-avec-un-exemple-impliquant-de-l'eau-à-température-ambiante:

• Valeurs-d'entrée:
  • v-=-0.001-Pa·s-(viscosité-dynamique-de-l'eau)
  • Cp-=-4186-J/(kg·K)-(capacité-thermique-spécifique-de-l'eau)
  • k-=-0.6-W/(m·K)-(conductivité-thermique-de-l'eau)
• Calcul:Pr-=-(0.001-Pa·s-×-4186-J/(kg·K))-/-0.6-W/(m·K)-=-6.9767
• Résultat:
  • Pr-=-6.9767-(sans-dimension)

Application-dans-la-vie-réelle

Imaginez-concevoir-le-système-de-refroidissement-d'un-moteur-de-voiture-de-course.-Le-nombre-de-Prandtl-serait-significatif-pour-décider-du-type-de-liquide-de-refroidissement-nécessaire-pour-une-dissipation-efficace-de-la-chaleur.-Un-nombre-de-Prandtl-inférieur-pourrait-indiquer-que-le-fluide-transfère-la-chaleur-rapidement par rapport au taux auquel il est mélangé ou déplacé, ce qui pourrait être bénéfique pour garantir que le moteur ne surchauffe pas rapidement pendant la course.

Tags: Mécanique des fluides, Transfert de chaleur, Ingénierie