При естественной конвекции

Для расчета коэффициента теплоот­дачи в условиях естественной конвекции обычно пользуются зависимостью вида

обобщающей обширные эксперименталь­ные данные. Значения коэффициента В и показателя степени п для вертикаль­ной (I) и горизонтальной (II) поверхно­стей в зависимости от произведения (Gr_жPr_ж) приведены в таблице.

Для труб и шаров определяющим линейным размером, входящим в безраз­мерные числа Nu_ж и Gr_ж, является диа­метр d\ для вертикальных труб большого диаметра и пластин — высота Н. Если значение коэффициента В увеличить на 30 % по сравнению с приведенным, то формулой можно пользоваться и для расчета а от горизонтальной плиты, об­ращенной греющей стороной вверх. Если греющая сторона обращена вниз, то зна­чение В следует уменьшить на 30 %. В обоих случаях определяющим являет­ся наименьший размер плиты в плане.

Довольно часто приходится рассчи­тывать теплообмен естествен­ной конвекцией в узких глухих ка­налах. Типичный пример — перенос теп­лоты между оконными стеклами. Сред­нюю плотность теплового потока q меж­ду поверхностями, разделенными про­слойкой газа или жидкости толщиной δ, можно рассчитывать, как в случае пере­носа теплоты теплопроводностью через плоскую стенку:

где t_С1 и t_С2 — большая и меньшая темпе­ратуры ограждающих поверхностей; λ_э— эквивалентный коэффициент тепло­проводности, учитывающий и конвектив­ный перенос теплоты.

При (GrPr) < 10³ естественную кон­векцию можно вообще не учитывать, считая λ_э = λ _ж. При Gr Pr> 10³ значение λ_э, становится заметно больше, чем λ _ж , и рассчитывается по формуле λ_э = ε_к λ _ж. Поправка на конвекцию ε_к приближенно определяется зависимостью

ε_K = 0,18(GrPr)^0,25. (10.12)

Определяющий размер при расчете числа Gr — толщина прослойки δ, а оп­ределяющая температура — средняя между поверхностями: t _ср = 0,5(t_c1 + t_c2).