Теплотехника. Кордон М.Я - 28 стр.

                  1.6.6. Вязкостно-гравитационный режим

     В потоке среды с неоднородной по сечению плотностью на основное
(вынужденное) течение накладывается свободноконвективное движение.
    При взаимно противоположном направлении вынужденного движения и
подъемных сил в вертикальных каналах (течение сверху вниз при нагревании и
снизу вверх при охлаждении потока) течение у стенки тормозится и ускоряется
в ядре потока. С ростом числа Рэлея Ra = Gr Pr профиль скорости все больше
деформируется, вплоть до образования точек перегиба. Такое течение крайне
неустойчиво и становится турбулентным, а процесс теплообмена
интенсифицируется.
    При малых числах Рэлея ( Ra <170), когда еще существует вязкостно-
гравитационное течение, число Nu ∞ убывает с ростом Ra вследствие
уменьшения скорости вблизи стенки.
    В горизонтальных трубах, в результате взаимодействия вынужденного
течения вдоль оси канала и поперечной свободной конвекции температурное
поле и поле скорости не являются осесимметричными. На верхней внутренней
образующей трубы при нагревании и на нижней при охлаждении потока
теплоотдача наименьшая.
    Средняя по сечению теплоотдача в этих условиях может быть выше, чем
при чисто вязком течение.
    Средняя по длине канала теплоотдача при вязко-гравитационном течении
теплоносителя определяется по формуле:
                        Nu =0,17( Re Pr) (Gr Pr) (Pr Pж ) ε l
                                        0,33    0,1      0,25
                                                                      (1.78)
    В (8.78) физические свойства определяются при средней температуре
теплоносителя в канале:
                                Т Ж = (Т вх + Т вых ) / 2 ,
    а PrC при температуре стенки. За определяющий размер принят
эквивалентный диаметр. Для труб с l / d0 ≥ 50 коэффициент ε l =1.
    Для коротких труб значение ε l следующие:
    l / d0 1 2 5 10 15 20 30 40 50
    εl    1,90 1,70 1,44 1,28 1,18 1,13 1,05 1,02 1,00
     При вязко-гравитационном и переходном режиме течения теплоносителя
в вертикальной трубе (сверху вниз при нагревании и снизу вверх при
охлаждении) средняя теплоотдача может быть рассчитана по формуле:
                         Nu =0,037 Re 0,75Pr 0,4( μ / μC ) n,         (1.79)
    где n=0,11 при нагревании, n=0,25 при охлаждении жидкости.
    Коэффициент теплоотдачи относится к среднеарифметическому
температурному напору ΔTa = TC − TЖ , а физические свойства, кроме μС ,
выбираются при температуре:
                                     1
                              Т = (Т вх + Т вых ) .
                                Ж 2