Неограниченных прослоек

Для неограниченных прослоек, т.е. когда ее толщина δ значительно меньше линейных размеров (рис.1.2), процесс переноса тепла принято описывать критериальным уравнением

где e_k называется коэффициентом конвекции.

Рис.1.3. Неограниченная (а) и ограниченная (б) прослойка.

Коэффициент конвекции e_k связан с эквивалентным коэффициентом теплопроводности прослойки зависимостью

где λ_m - реальная теплопроводность прослойки при

температуре

Подставляя k в выражение коэффициента теплопроводности получим

Коэффициент конвекции, в зависимости от произведения (Gr Рr) принимается равным:

при (Gr Рr) < 1000 e_k = 1 и, следовательно,

при (Gr Рr) > 1000 e_k =0,13 (Gr Рr)^0,25.

Раскрывая в выражении k критерий Gr и принимая за определяющий размер толщину прослойки δ, после преобразо-ваний будем иметь

Здесь коэффициент А₄ = 0,18 (β g Pr)^1/4_m учитывает теплофизические параметры прослойки, взятые при температуре tm. Подставляя полученное выражение e_k в (1.17) имеем:

Для воздушных прослоек произведение А₄ λ_m в широком диапазоне температур t_m = 0 - 1000 ^оС остается практически постоянным и равным А₄ λ_m = 0,453. Тогда выражение (1.18) примет вид

Коэффициент теплопередачи прослойки, заполненной, например, жидкостью, рассчитывается по формуле (1.17), а А₄ и λ_m жидкости берутся из таблиц.