Стр. 79 - КРАТКИЙ КУРС ТЕПЛОМАССООБМЕНА
Упрощенная HTML-версия
КРАТКИЙ КУРС ТЕПЛОМАССООБМЕНА
79
ГЛАВА 10.
ТЕПЛООТДАЧА ПРИ СВОБОДНОЙ КОНВЕКЦИИ
ЖИДКОСТИ
Свободная (естественная) конвекция
– движение жидкости в данной
системе под действием неоднородного поля массовых сил, приложенных к час-
тицам жидкости внутри системы, и обусловленное внешними полями (гравита-
ционным, магнитным и электрическим). В данном случае движение жидкости
будет обусловлено градиентом плотности, вызванным разницей температур
между поверхностью тела и окружающей средой.
10.1. Свободная конвекция в большом объеме
Теплоотдача для
вертикальных труб и пластин
при ламинарном режи-
ме
3
9
(Gr Pr) 10 10
f
⋅
= ÷
определяется по формуле
0,25
0,25
Pr
Nu 0,75 (Gr Pr)
Pr
f
f
f
w
= ⋅
⋅
⋅
.
(10.1)
За определяющий размер принимается высота
H
поверхности теплообме-
на, определяющая температура
−
температура жидкости
T
f
вдали от стенки
(кроме
Pr
w
, который определяется для жидкости при температуре стенки
T
w
).
При значениях
9
(Gr Pr) 10
f
⋅
≥
на вертикальных поверхностях начинает
образовываться ламинарный пограничный слой, который затем переходит в
турбулентный. Граница перехода между слоями находится на высоте
H
кр
, кото-
рая определяется по формуле
1 3
3
кр
10
f
a
H
g T
ν ⋅
= ⋅
⋅ β ⋅ ∆
.
(10.2)
Теплоотдача на турбулентном участке определяется по формуле
0,25
0,33
Pr
Nu 0,15 (Gr Pr)
Pr
f
f
f
w
= ⋅
⋅
⋅
.
(10.3)
Средний по высоте коэффициент теплоотдачи при наличии ламинарного
и турбулентного участков пограничного слоя на вертикальной поверхности бу-
дет рассчитываться как:
л
кр
т
кр
(
)
H
H H
H
α ⋅
+ α ⋅
−
α =
,
(10.4)
