Нагрев и нагревательные устройства

16 Физическая сущность процесса теплоотдачи и величины α различны для сво- бодного, вынужденного и переходного режимов теплообмена конвекцией. Интенсивность свободного теплообмена определяется перепадом темпера- тур. При положительном перепаде частицы жидкости или газа будут дви- гаться вверх, а при отрицательном – вниз. При свободном теплообмене для определения α используют уравнения подобия. Уравнения подобия и безразмерные критерии При свободной конвекции используется уравнение вида: . Критерий Нуссельта . Он используется как при сво- бодной, так и при вынужденной конвекции. Величина l -определяющий раз- мер. Физический смысл критерия Нуссельта заключается в том, что он опре- деляет соотношение между интенсивностью теплоотдачи и теплопередачи в пограничном слое. Критерий Гросгофа Gr определяет соотношение подъем- ной силы к силе вязкого трения при свободной конвекции. Он определяется по формуле: . Здесь β-коэффициент объемного расши- рения жидкости. Для идеального газа . Для других сред этот коэф- фициент берут из справочников. ν- кинематическая вязкость, а g-ускорение свободного падения. Критерий Прандтля является безразмерной величиной и характеризует со- отношение ширины гидродинамического и теплового пограничных слоев . Для упрощения расчетов этот критерий для газов принимают рав- ным 1. При свободной конвекции используется следующее уравнение подо- бия: В формуле индекс «ж» означает, что параметр взят при температуре жидко- сти или газа, а «с», что при температуре стенки. Водится новый критерий Релея для жидкости или газа . Коэффициент С изменяется в за-