Конвективная теплоотдача. Факторы, влияющие на интенсивность теплоотдачи

Передача теплоты конвекцией осуществляется перемещением в пространстве неравномерно нагретых объемов жидкости или газов. В дальнейшем изложении обе среды объединены одним наименованием — жидкость. Обычно при инженерных расчетах определяется конвективный теплообмен между жидкостью и твердой стенкой, называемый теплоотдачей. Согласно закону Ньютона—Рихмана, тепловой поток Q от стенки к жидкости пропорционален поверхности теплообмена и разности температур между температурой твердой стенки t_c и температурой жидкости t_ж:

Конвекция, происходит только в газах и жидкостях и состоит в том, что перенос теплоты осуществляется перемещающимися в пространстве объемами среды. Передача теплоты конвекцией всегда связана с теплопроводностью

Различают конвекцию вынужденную (движение жидкости создается искусственно) исвободную — движение возникает в связи с ее нагреванием и изменением плотности.

Характер движения жидкости влияет на интенсивность передачи теплоты. При ламинарном режиме и отсутствии естественной конвекции теплоты в перпендикулярном к стенке направлении передается только теплопроводностью. Количество этой теплоты зависит от физических свойств жидкости, геометрических размеров, формы поверхности канала и почти не зависит от скорости.

При турбулентном движении жидкости перенос теплоты наряду с теплопроводностью осуществляется перпендикулярным к поверхности канала перемещением частиц.

Большое влияние на теплообмен оказывают следующие физические параметры: коэффициент теплопроводности λ, удельная теплоемкость с, плотность ρ, коэффициент температуропроводности а и коэффициент динамической вязкости μ,. Эти параметры для каждого вещества имеют определенные значения и являются функцией температуры, а некоторые из них и давления.

В исследованиях конвективного теплообмена большое значение имеет также вязкость

Способы расчета процесса конвективной теплоотдачи.