Важнейшую роль в расчетах систем вентиляции играют критерии подобия — безразмерные сочетания основных характеристик воздуха (газа, жидкости) и факторов, влияющих на интенсивность его движения или теплообмена.
- Критерий Рейнольдса (число Рейнольдса) является одной из характеристик течения вязкой жидкости (воздуха, газа) и выражает отношение сил инерции к силам вязкости:
Re=vlρ/μ,
где v — характерная (например, средняя по сечению, осевая т. д.) скорость воздуха (газа или жидкости), м/с;
l — характерный линейный размер (например, диаметр трубы), м;
ρ — плотность, кг.с2/м4;
μ—динамическая вязкость, кг.с/м2. - Критерий Фруда выражает соотношение между гравитационными и инерционными силами:
FR = gl/v2. - Критерий Архимеда является критерием подобия двух гидродинамических или тепловых явлений, при которых подъемная (архимедова) сила и сила вязкости являются определяющими;
Ar = g/3/ν2(ρ — ρ1)/ρ,
где v — кинематическая вязкость, м2/с (ν=μ/ρ);
g — ускорение силы тяжести, м/с2.
Если изменение плотности воздуха (жидкости) вызвано изменением температуры Δt, то критерий Архимеда превращается в критерий Грасгофа.
- Критерий Грасгофа определяет перенос тепла для случая свободной конвекции:
Gr= gt3βΔt/ν2. - Критерий Прандтля характеризует процессы теплопередачи в движущихся жидкостях и газах:
Рr = ν/а = νсрγ/λс,
где а — коэффициент теплопроводности, м2/с;
λс — коэффициент теплопроводности, ккал/(с°С);
ср — массовая теплоемкость, ккал/(кг °С). - Критерий Пекле является критерием подобия для процессов конвективного теплообмена и объединяет критерии Прандтля и Рейнольдса: Pe = PrRe; Ре = vl/a.
- Критерий Нуссельта — безразмерный параметр, характеризующий среднюю интенсивность конвективного теплообмена между поверхностью тела и свободным или вынужденным потоком жидкости или газа: Nu = а l/λ,
где а — коэффициент теплоотдачи, ккал/(м2.ч.°С);
λ — коэффициент теплопроводности, ккал/(м.ч.°С).
