Значения постоянных c и n для определения критерия Nu.

	с	n
10-2	0,5	0
10-2 — 5102	1,18	0,125
5102 - 2107	0,54	0,25
2107	0,135	0,33

За определяющий линейный размер l в критериях Gr и Nu принимают:

0. для труб и шаров - диаметр d,

1. для вертикальных плит - высоту h,

2. для горизонтальных плит - меньшую сторону b.

За определяющую температуру принимается средняя температура между температурой жидкости t_f на большом удалении от стенки и температурой стенки t_.

Примечание: Индекс f у критериев означает, что физические параметры, входящие в критерии, берут из таблиц по температуре жидкости. При индексе  физические параметры берут по температуре поверхности стенки.

Для горизонтальных плит, у которых теплоотдающая сторона обращена вверх, полученный из формулы коэффициент теплообмена увеличивается на 30%, а когда вниз - уменьшается на 30%.

2. Естественный теплообмен в прослойках наблюдается при распространении тепла в воздушных или иных прослойках, которые имеются в ограждающих конструкциях.

Для расчёта теплового потока через слои жидкости в прослойке принято использовать уравнение теплопроводности, в котором вместо коэффициента теплопроводности жидкости применяют эквивалентный коэффициент теплопроводности _экв (не через α_k, т.е. критерий Нуссельта не считаем):

(16)

где  - толщина прослойки, м; ‑ соответственно температуры теплоотдающей и тепловоспринимающей поверхностей, ^оС.

Эквивалентный коэффициент теплопроводности _экв учитывает перенос тепла через прослойку теплопроводностью и конвекцией:

(17)

где  – коэффициент теплопроводности жидкости в прослойке; _к – коэффициент конвекции, определяемый в зависимости от (GrPr) по уравнению:

_к=c(GrPr)ⁿ, (18)

с использованием табл.3.

Таблица 3

Значения постоянных с и n для определения коэффициента к

(GrPr)	c	n
103	1	0
103 - 106	0,105	0,3
106 - 1010	0,4	0,2
 1010	0,4	1

При (GrPr)_m<10³ коэффициент _к=1 и _экв=. Это означает, что в данном случае передача тепла через прослойку осуществляется только теплопроводностью жидкости в прослойке.

При вычислении критериев независимо от формы прослойки за определяющий размер принимают ее толщину , а за определяющую температуру - среднюю температуру жидкости .

3. В случае вынужденной конвекции при ламинарном режиме (Re2300) среднее значение коэффициента теплообмена определяют через критерий Нуссельта, определенный по критериальному уравнению:

(19)

где _l - поправочный множитель, учитывающий влияние начального участка на среднее значение коэффициента теплообмена в трубе (см. табл.4).

Таблица 4

Значения множителя l в зависимости от соотношения l / d.

l / d	1	2	5	10	15	20	30	40	50
l	1,9	1,7	1,44	1,28	1,18	1,13	1,05	1,02	1,0

За определяющую температуру принимают среднюю температуру жидкости, а характерным линейным размером служит внутренний диаметр трубы.

4. .В случае вынужденной конвекции при турбулентном режиме критериальное уравнение имеет вид:

(20)

За определяющую температуру принята средняя температура жидкости t_f, определяющий размер – внутренний диаметр трубы d_ВН или d_ЭКВ= , где F - площадь поперечного сечения канала, м²; U ‑ периметр этого сечения, м.

При 50 значения множителя _l принимаются по табл.5. При 50 _l=1.

Таблица 5 – Значения критерия ε_l в зависимости от l/d.

Ref	l/d
	1	2	5	10	15	20	30	40	50
1104	1,65	1,50	1,34	1,23	1,17	1,13	1,07	1,03	1
2104	1,51	1,40	1,27	1,18	1,13	1,10	1,05	1,02	1
5104	1,34	1,27	1,18	1,13	1,10	1,08	1,04	1,02	1
1105	1,28	1,22	1,15	1,10	1,08	1,06	1,03	1,02	1
1106	1,14	1,11	1,08	1,05	1,04	1,03	1,02	1,01	1

5. Вынужденная конвекция при переходном режиме. Турбулентное движение жидкости в трубах начинается при Re_кр12300 и полностью развивается только при Re_кр210⁴. В интервале значений критерия Рейнольдса 2300<Re<10⁴ имеет место переходный режим движения. При переходном режиме теплообмен зависит от очень большого количества факторов, трудно поддающихся учету. Средние значения коэффициента теплообмена вычисляют по критериальному уравнению:

(21),

где, если пренебречь влиянием свободной конвекции на теплообмен при переходном режиме движения, функция K₀ будет зависеть только от критерия Re_f. В табл.6 приведены наиболее вероятные значения функции K₀ при отсутствии влияния свободной конвекции.

Таблица 6