2.5.1. Конвективный теплообмен при свободном движении жидкости около вертикальной поверхности

Значение коэффициента теплоотдачи при свободном движении около вертикальных поверхностей в условиях, когда 10³ < Gr_ж Pr_ж < 10⁹ (ламинарный режим), определяется из выражения

Nu_h = 0,75 (Gr_h Pr_ж)^0.25 (Pr_ж / Pr_с)^0,25, (2.28)

Если Gr_жPr_ж > 10⁹ (турбулентный режим), то

Nu_h=0,15 (Gr_h Pr_ж)^0.33 (Pr_ж / Pr_ж)^0.25. (2.29)

Определяющей температурой, по которой выбираются значения физических параметров, является температура среды вдали от стенки. В качестве определяющего размера принимается высота h.

2.5.2. Конвективный теплообмен при свободном движении жидкости около горизонтальных труб

Характер свободного движения около горячих горизонтальных труб представлен на рисунке 1.

Рис. 1. Свободное движение около горизонтальных труб

Около горизонтальных труб небольшого диаметра в широком интервале изменения температурного напора сохраняется ламинарное движение жидкости, так как поверхность имеет небольшую протяженность по высоте. При прочих равных условиях чем больше диаметр труб, тем вероятнее разрушение ламинарного течения.

Для расчета среднего коэффициента теплоотдачи при свободном движении жидкости около нагретых горизонтальных труб в условиях, когда 10³ < Gr_ж Pr_ж < 10⁹, рекомендуется следующее уравнение подобия

, (2.30)

Определяющей температурой, по которой выбираются значения физических параметров, является температура среды вдали от поверхности трубы. В качестве определяющего размера принимается наружный диаметр трубы.

2.5.3. Конвективный теплообмен при свободном движении жидкости около горизонтальной плоской поверхности

Для расчета средних коэффициентов теплоотдачи при свободном ламинарном движении около горизонтальной плоской поверхности может быть использована формула ():

, (2.31)

В качестве определяющего размера берется меньшая сторона поверхности – .

- поправка, учитывающая положение плоской поверхности.

При обращении горячей поверхности вниз .

При обращении горячей поверхности вверх .

Рис. 2. Свободное движение около горизонтальной поверхности