Определяемые и неопределяемые критерии

Критерий Нуссельта (Nu) содержит искомый коэффициент теплоотдачи, а критерий Эйлера (Eu) – искомую величину, характеризую­щую гидравлическое сопротивление при движении жидкости. По­этому критерии Nu и Eu являются определяемыми критериями подобия, а критерии Прандтля (Pr), Грасгофа (Gr) и Рейнольдса (Re) – определяющими.

Определяющая температура, определяющий линейный размер

В числа подобия входят физические параметры жидкости, которые зависят от температуры. В процессе теплообмена температура жидкос­ти меняется, следовательно, меняются и значения ее физических пара­метров. Поэтому важным является также вопрос выбора так называемой определяющей температуры, по которой определяются значения физичес­ких параметров, входящих в числа подобия. Экспериментальные и тео­ретические работы показывают, что нет такой универсальной определя­ющей температуры, в результате выбора которой автоматически учиты­валась бы зависимость теплоотдачи в связи с изменением физических параметров. Поэтому в настоящее время преобладает точка зрения, в соответствии с которой за определяющую следует принимать такую температуру, которая в технических расчетах бывает задана или легко может быть вычислена.

В соответствии с этим при вынужденном движений жидкости в трубах и каналах, а также при вынужденном продольном и поперечном омывании пучков труб в качестве определяющей целесообразно прини­мать среднюю температуру потока жидкости.

При внешнем поперечном или продольном обтекании одиночной трубы, а также при движении жидкости вдоль плиты, в качестве опре­деляющей следует брать температуру набегающего потока. При свободном движении жидкости - температуру окружающей среды вдали от по­верхности теплообмена. При кипении жидкости и при конденсации па­ра за определяющую температуру естественно принять температуру насыщения.

В числа подобия входит определяющий (или характерный) размер. Теория подобия не определяет однозначно, какой размер должен быть принят за определяющий. Обычно за определяющий принимают тот размер, который в большей степени отвечает физическому существу процесса. При движении жидкости по трубам круглого сечения таким опре­деляющим линейным размером является внутренний диаметр трубы. Для каналов некруглого сечения вместо диаметра берется так назы­ваемый эквивалентный диаметр. При поперечном обтекании трубы или пучка труб за определяющий берется наружный диаметр трубы. При обтекании плиты ее дли­на по направлению потока и т.д.

Когда коэффициент теплоотдачи больше - при вертикальном или горизонтальном расположении пластины

Средний коэффициент теплоотдачи на поверхности горизонтальных пластин можно приближённо рассчитать по формулам для вертикальной поверхности с последующим введением поправок на расположение теплоотдающей поверхности:

- для поверхности теплообмена обращенной вверх

a_гор=1,3×a_расчет,

- для поверхности теплообмена обращенной вниз

a_гор= 0,7×a_расчет,

Коэффициент теплоотдачи больше при вертикальном по сравнению с коэффициентом теплоотдачи нижней поверхности при горизонтальном расположении пластины, но меньше, чем коэффициент теплоотдачи верхней поверхности пластины.