Теплоотдача при вынужденном движении жидкости вдоль плоской стенки.

При Движении жидкости вдоль плоской стенки появляется ряд особенностей по сравнению течения её в каналах.

Если стенка омывается потоком имеющим скорость ωто по сечению потока она остается неизменной. Резкое её изменение наблюдается только у самой поверхности стенки в пограничном слое. Здесь в следствии трения всегда образуется пограничный слой, внутри которого ϖ меняется от ω₀ - в ядре потока до “0” у стенки.

Опыт показывает, что у стенки образуется ламинарный пограничный слой, толщина которого по направлению течения жидкости возрастает.

υ- кинематическая вязкость

ω₀- скорость вне пограничного слоя (в ядре потока)

При достижении критического значения числа ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный с тонким ламинарным подслоем. Толщина турбулентного пограничного слоя изменяется по закону:

Зная Re_кр мы всегда можем подсчитать длину участка x_кр с ламинарным пограничным слоем и его максимальную толщину δ_кр.

;

Т.е. мы можем сделать вывод, что на определенных участках плиты характер движения жидкости в пограничном слое различен, а значит различно и теплоотдача. Это различие определяется родом жидкости, её скоростью и температурой.

На основании опытных данных для воздуха были получены следующие критериальные уравнения:

для турбулентного режима

для ламинарного режима

Недостатком приведенных формул является тот факт, что они не учитывают влияние начальной турбулентности потока, зависящей от внешних обстоятельств (сунул газету в поток воздуха). Кроме того при малых скоростях потока может сказаться и свободное движение жидкости (разность t_ж и t_ст ). В этих случаях необходимо проводить проверочные расчеты по формулам для свободного движения жидкости и брать α как среднее для 2 – х расчетов.