Теплообмен при конденсации

Теплообмен при свободной конвекции на горизонтальной стенке
Теплообмен на нагретых горизонтальных плитах в условиях свободной конвекции отличается особой организацией движущейся среды. Над нагретой поверхностью появляется восходящее и нисходящее струйное движение с возможными зонами циркуляции.
У поверхности, обращенной вниз, движение происходит лишь в тонком слое под поверхностью от центра к краям. Большая скорость движения достигается при обтекании краев. Чем больше размер пластины, тем меньше краевой эффект.
Для расчета теплообмена можно воспользоваться следующим уравнением:

где
при 
при  ;
За определяющий линейный размер принимается меньшая сторона, за определяющую температуру – температура пограничного слоя  .
Если теплоотдача направлена вверх, то результаты расчетов по формуле (124) необходимо увеличить на 30 %, если вниз – уменьшить на 30 %.
В практических расчетах для определения коэффициента теплоотдачи при свободной конвекции можно использовать уравнение (124) для тел любой формы и расположения в пространстве.В узких каналах и щелях восходящий (у нагретой поверхности) и нисходящий (у холодной) потоки взаимно затормаживаются и могут образововать несколько отдельных циркуляционных контуров (рис. 9).
а б в
Р ис. 9. Развитие свободной конвекции в ограниченном пространстве

В вертикальных каналах, если расстояние между поверхностями велико, восходящее и нисходящее движение протекает без взаимных помех и имеет такой же характер, как и в неограниченном пространстве (рис. 9а).
Если же расстояние между поверхностями мало, то вследствие взаимных помех возникают внутренние циркуляционные контуры, высота которых определяется шириной щели, видом жидкости и интенсивностью процесса (рис. 9б).
Для упрощения расчетов переноса теплоты в ограниченном пространстве сложный процесс конвективного теплообмена заменяют эквивалентным процессом теплопроводности.
Тепловой поток, передаваемый через узкую щель, рассчитывают по закону Фурье. При этом коэффициент теплопроводности среды λ заменяется эквивалентным коэффициентом теплопроводности λ_э, который учитывает перенос теплоты теплопроводностью и конвекцией

Коэффициент  в соотношении (125) определяется следующим образом:
при 
при  .
В качестве определяющего линейного размера принимается толщина прослойки; определяющей температуры – средняя температура жидкости t_ж.
+Для очень узких щелей (рис. 9в), в которых жидкость практически неподвижна, теплообмен осуществляется чистой теплопроводностью.