КОНВЕКТИВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

КОНВЕКТИВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Під час конвективного теплообміну біля стінки (поверхні продукту) утворюється пристінний шар рідини, температура в якому змінюється від t_с – поверхні до  t_р – рідини  за межами пристінного шару. Розрахунки густини теплового потоку q від рідини до стінки, або навпаки, ведуть за рівнянням Ньютона:

 q = a(t_c – t_p) = aDt                                               (1)

Тут α, Вт/(м²·К) – коефіцієнт конвективного теплообміну або коефіцієнт тепловіддачі. Він залежить від ТФХ рідини, інколи від ТФХ стінки, а також від багатьох інших факторів, загалом:

 a = f(w,l,c,p,v,b,s,q,r,q,Dt,q,x,y,z…),                                     (2)

де: w, м/с  – швидкість рідини (газу) за межами пристінного шару;

      ν, м²/с  – кінематична в’язкість рідини (за аргумент може правити також динамічна в’язкість  μ=ν·ρ, Па·с);

      β, 1/К  – коефіцієнт об’ємного розширення рідини;

      x, y, z , м  – геометричні фактори (діаметр труби, висота стінки тощо).

Величини  σ, θ, r, пов’язані із тепломасообміном, будуть розглянуті у подальшому.

Оскільки серед факторів (1) можуть зустрітися  ∆t – рушійна сила конвективного теплообміну (наприклад, за умов вільної конвекції рідини) та результат її дії q (наприклад, під час кипіння рідини), рівняння (2) не є законом, але лише розрахунковим прийомом. Для визначення α в кожному конкретному випадку тепловіддачі конвекцією користуються методами теорії подібності.