Коэффициент теплоотдачи

В процессе конвективного переноса тепла характер течения жид­кости имеет очень большое значение, так как им определяется меха­низм теплоотдачи. Процесс переноса тепла на границе с поверхно­стью канала может быть выражен законом Фурье:

, (4.2)

где n – нормаль к поверхности тела.

Это же количество тепла можно выразить уравнением Ньюто­на – Рихмана:

. (4.3)

Приравнивая эти уравнения, получаем зависимость:

. (4.4)

Дифференциальное уравнение (4.4) описывает процесс тепло­обмена на поверхности канала (n = 0).

По своему физическому характеру конвективный теплообмен является весьма сложным процессом и зависит от большого числа факторов, определяющих процесс теплоотдачи. Коэффициент тепло­отдачи характеризует интенсивность теплообмена между жидкостью и поверхностью канала. В общем случае коэффициент теплоотдачи является функцией физических параметров жидкости, характера течения жидкости, скорости движения жидкости, формы и размеров тела и др.

Отсюда коэффициент теплоотдачи можно представить зависимостью:

, (4.5)

Здесь X – характер движения жидкости (свободная или вынуж­денная конвекция);

Ф – форма стенки;

– размеры поверхности.

Уравнение (4.5) показывает, что коэффициент теплоотдачи – величина сложная и для ее определения невозможно дать общую формулу. Обычно для определения величины приходится прибегать к опыт­ным исследованиям.