1. Основные расчетные соотношения и примеры расчетов конвективного теплообмена в печах при свободном движении среды

Свободное движение – движение жидкости или газа, полностью обусловленное силой тяготения. А свободное движение жидкости или газа в неограниченном пространстве классифицируют как естественную конвекцию. Однако между этими терминами, как правило, не делают никакого различия.

Коэффициент теплоотдачи входит в Nu, связь которого с критериями Gr и Pr устанавливается с помощью метода анализа размерностей Nu=C(Gr*Pr)ⁿ.

В большинстве случаев константы С и n определяют обработкой экспериментальных данных, полученных для геометрически подобных тел. Иногда для расширения области применение указанного уравнения вводят коэффициент K: Nu=CK(Gr*Pr)ⁿ.

При расчете Gr значением свойств обычно берут при средней температуре ( ), а температурный коэффициент расширения для среды (газ или жидкости) определяют как 1/T_ср.

Система	Схематическое представление	С	n	K
Вертикальная пластина и вертикально расположенный цилиндр большого диаметра	X=l	0,8	1/4
Нагреваемая горизонтальная пластина. Теплоотдающая поверхность сверху	X=l	Ламинарный поток
		0,54	1/4	1
		Турбулентный поток
		0,14	1/3	1
Нагреваемая горизонтальная пластина. Теплоотдающая поверхность снизу	X=l	Ламинарный поток
		0,27	1/4	1
Горизонтально расположенный цилиндр X=d		Ламинарный поток
		0,47	1/4	1
		Турбулентный поток
		0,1	1/3	1
Сфера D		Ламинарный поток
		0,49	1/4	1

2. Основные расчетные соотношения и примеры расчетов конвективного теплообмена в печах при принудительном движении среды

Теплоотдача при вынужденной конвекции жидкой или газообразной среды в трубах, поперечном обтекании труб и вдоль плоских поверхностей достаточно полно и систематически исследована. Результаты этих исследований обычно интерпретирует уравнение Нуссельта:

, где

С,m,n-константы для данного типа потока и геометрии систем.

Однако существуют и другие факторы, которые могут сложным образом влиять на теплоотдачу и которые должным образом не представляются этим отношением. Для получения более полного обобщения в уравнение Нуссельта вводят коррекционную функцию К: