Физика геосферы. Куштанова Г.Г. - 3 стр.

                 КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН.
                   Общие понятия и определения
    Конвективным теплообменом или теплоотдачей называется процесс
переноса теплоты между поверхностью твердого тела и жидкой средой.
При этом перенос теплоты осуществляется одновременным действием
теплопроводности и конвекции.
    По природе возникновения различают два вида движения – свободное
и вынужденное. Свободным (естественной конвекцией) называется
движение, происходящее вследствие разности плотностей нагретых и
холодных частиц жидкости в гравитационном поле. Возникновение и
интенсивность свободного движения определяются тепловыми условиями
процесса и зависят от рода жидкости, разности температур, напряженности
гравитационного поля и объема пространства, в котором протекает
процесс. Вынужденным называется движение, возникающее под
действием посторонних возбудителей, например насоса, вентилятора и пр.
В общем случае наряду с вынужденным движением одновременно может
развиваться и свободное. Относительное влияние последнего тем больше,
чем больше разность температур в отдельных точках жидкости и чем
меньше скорость вынужденного движения.
    Интенсивность      конвективного     теплообмена     характеризуется
коэффициентом теплоотдачи а, который определяется по формуле
Ньютона – Рихмана Q=α(tc-tж)F
    Согласно этому закону тепловой поток Q пропорционален
поверхности теплообмена F и разности температур стенки и жидкости
    В общем случае коэффициент теплоотдачи может изменяться вдоль
поверхности теплообмена, и поэтому различают средний по поверхности
коэффициент теплоотдачи и местный (локальный) коэффициент
теплоотдачи, соответствующий единичному элементу поверхности.
    Процессы теплоотдачи неразрывно связаны с условиями движения
жидкости. Как известно, имеются два основных режима течения:
ламинарный и турбулентный. При ламинарном режиме течение имеет
спокойный, струйчатый характер. При турбулентном – движение
неупорядоченное, вихревое. Изменение режима движения происходит при
некоторой «критической» скорости, которая в каждом конкретном случае
различна.
    В результате специальных исследований О. Рейнольдс в 1883 г.
установил, что в общем случае режим течения жидкости определяется не
только одной скоростью, а особым безразмерным комплексом Re.
    При турбулентном движении весь поток насыщен беспорядочно
движущимися вихрями, которые непрерывно возникают и исчезают.
Благодаря непрерывному образованию вихрей и их диффузии происходит
сильное перемешивание жидкости, называемое турбулентным смешением.


                                                                       3