4.2 Теплоотдача при свободном движении около горизонтальной трубы.

Описанная картина свободного движения вдоль вертикальной трубы (стенки) типична для наклонной трубы, горизонтальной трубы, шара и других тел овальной формы.

Картина движения воздуха около горячих горизонтальных труб различных диаметров следующая:

а) у труб малого диаметра восходящий поток сохраняет ламинарный режим даже вдали от трубы; б) при большом диаметре переход в турбулентный режим может происходить в пределах поверхности самой трубы.

Для определения среднего значения при свободном ламинарном движении движения около горизонтальных труб, можно рекомендовать формулу Михеева И.М.:

За определяющий размер принят диаметр трубы , за определяющую температуру – температура жидкости () или температура газа вдали от трубы.

Приведенная выше формула применима в следующих пределах:

4.3 Движение жидкости около нагретых горизонтальных плоских стенок.

Характер движения около этих поверхностей зависит от положения и размеров поверхности.

a) Если поверхность нагрета, имеет небольшой размер и обращена вверх, то будет наблюдаться следующая картина:

б) Если стенка протяженная:

Чередуются потоки нагретого и холодного воздуха. Вентиляция происходит за счет притока холодной жидкости сверху.

в) Если нагретая поверхность обращена вниз, то свободное движение будет иметь следующий вид:

Для приближенного определения коэффициента теплоотдачи для горизонтальных поверхностей рекомендуется формула для горизонтальных труб, причем, если нагретая горизонтальная поверхность обращена кверху (а, б), то полученное значениенеобходимо увеличить на 30%, а если нагретая поверхность обращена книзу, тонеобходимо уменьшить на 30%.

За определяющий размер при расчетах берется меньшая сторона плиты.

4.4 Теплоотдача при свободном движении жидкости в ограниченном пространстве.

При свободном движении жидкости в неограниченном пространстве рассматривается одно явление – нагрев жидкости. Охлаждение жидкости происходит вдали от стенки и не влияет на теплоотдачу. При свободном движении в ограниченном пространстве нагревание и охлаждение жидкости протекают вблизи друг друга и разделить их невозможно, поэтому весь процесс и нагрев, и охлаждение рассматривается в целом. Вследствие ограниченности пространства и наличия восходящих и нисходящих потоков, условия движения сильно усложняются. Они зависят от формы тела и геометрических характеристик пространства, а также от рода жидкости и интенсивности процесса теплообмена (температуры и температурного напора).

Горизонтальные щели

Процесс определяется расположением нагретых и холодных поверхностей.

1. Нагретая поверхность расположена сверху:

>

Свободное движение жидкости не наблюдается. Теплота передается теплопроводностью через жидкость и излучением.

2. Нагретая поверхность расположена снизу:

Возникают конвекционные токи.

При - наблюдаются чередующиеся между собой нисходящие и восходящие токи, поле потока имеет ячеистую структуру.

При - наступает развитое турбулентное движение.

Вертикальные щели

В вертикальных щелях свободное движение зависит от толщины щели (), то есть от расстояния между стенками. Еслимежду щелями велико, то характер свободного движения такой же, как и у неограниченной пластины.

1) Если >, то на левой стороне стенки возникает восходящий ток, а на правой соответственно нисходящий ток.