freakpp032

62 I

(4.2)

gdzie: v₀ ^:= 1 /p₀ oraz v = 1 /p.

Rys. 4.1. Siły działające na elementarną cząstkę płynu

Dla gazów doskonałych i półdoskonałych wyrażenie (4.2) sprowadza się do postaci:

(4.3)

]

w związku z czym na podstawie wzoru (4.1)

(4.4)

w = Ppg(T-T₀)

Dla cieczy zarówno (3, jak i p nie zmieniają się w sposób znaczący ze zmianą temperatury. Przy takim założeniu równanie (4.2) można sprowadzić do postaci:

(4.5)

i v-v₀

v₀T-T₀

co wykorzystane we wzorze (4.1) daje taki sam rezultat jak dla gazów -wzór (4.4).

4.3. Ruch płynu w warunkach konwekcji swobodnej

Ciej:>ło wymienione w jednostce czasu między ciałem a otaczającym je płynem, zgodnie z prawem Newtona, jest proporcjonalne do pola powierzchni

ciała dA oraz różnicy temperatury powierzchni i płynu; AT = T_w- T_t-, gdzie a jest współczynnikiem przejmowania ciepła:

dQ = oc(T_w -T_f)dA    (4.6)

W zależności od wartości AT, A, kształtu powierzchni ciała wymieniającego ciepło i szeregu innych czynników może być obserwowany różny charakter ruchu płynu. Zasadniczo dla konwekcji swobodnej można wyróżnić trzy rodzaje ruchu płynu: laminamy, przejściowy oraz burzliwy.

Na rysunku 4.2 został przedstawiony ruch płynu wzdłuż nagrzanej, umieszczonej pionowo, długiej rury. W dolnej części rury obserwuje się ruch laminar-ny, w środkowej - przejściowy, a w górnej - burzliwy. Jeżeli AT jest dostatecznie duża (według M. Michiejewa [1] AT >15 K), to na pewno wystąpi ruch burzliwy. Gdy jednak wymiary ciała, wymieniającego ciepło, są niewielkie, wówczas nawet dla AT >15 K może zaistnieć sytuacja, że będzie przeważał ruch laminamy (rys. 4.3a).

Przy bardzo dużej średnicy (rys. 4.3b) ruch laminamy przekształca się w burzliwy jeszcze na powierzchni rury.

Rys. 4.2. Ruch swobodny powietrza wzdłuż nagrzanej pionowej rury [1]