Konwekcyjna wymiana ciepła od poziomej płyty kołowej skierowanej powierzchnią grzejną ku dołowi

• Autorzy: Lewandowski, W. M. , Radziemska, E. , Bieszk, H. , Seramak, T. , Wilczewski, T.

Warianty tytułu

EN

Natural convective heat transfer from downward-facing horizontal round plate

• Konferencja: X Sympozjum Wymiany Ciepła i Masy (14-18.09.1998 ; Świeradów Zdrój)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono rozwiązanie teoretyczne konwekcji swobodnej od izotermicznej płyty kołowej, skierowanej powierzchnią grzejną ku dołowi. W równaniu Navier-Stokesa wstawiono paraboliczny profil temperatury w warstwie przyściennej, będący rozwiązaniem równania Fouriera Kirchhoffa i po wprowadzeniu typowych dla konwekcji swobodnej założeń upraszczających uzyskano równania na profil prędkości w warstwie przyściennej i prędkość średnią. W oparciu o tę prędkość zbilansowano strumień energii, transportowanej w warstwie przyściennej i porównano go z energią, przekazaną zgodnie z prawem Newtona, od powierzchni płyty. W efekcie uzyskano równanie różniczkowe, którego rozwiązanie doprowadziło do otrzymania zależności na grubość warstwy przyściennej oraz na wartość współczynnika przejmowania ciepła. Końcowe rozwiązanie w postaci zależności bezwymiarowych liczb kryterialnych Nusselt-Rayleigh ma postać: NuR = 0.906 x RaR 1/5. Eksperymentalne badania jakościowe (interferometryczne, wizualizacyjne z zastosowaniem pyłu aluminiowego) i ilościowe (metodą bilansową) przeprowadzono w celu zweryfikowania poczynionych założeń upraszczających oraz poprawności uzyskanego rozwiązania teoretycznego. Badania przeprowadzono w wodzie dla płyty o średnicy D=0.007 [m]. Otrzymane wyniki po ich aproksymacji doprowadziły do zależności kryterialnej: NuR = 0.895 RaR 1/5, która świadczy o poprawności rozwiązania teoretycznego i poczynionych w modelu fizycznym zjawiska założeń upraszczjących.

EN

A theoretical solution of natural convective heat transfer from isothermal downward-facing round plate has been presented. The parabolic temperature profile, which is the solution of the Fourier-Kirchoff's equation, has been introduced in the Navier-Stoke's equation. After introduction of simplifying assumption typical for natural heat transfer process, an equation for the velocity profile in the boundary layer and the average velocity have been obtained. On the basis of this velocity, the energy flux, which is transported within the boundary layer has been balanced and compared with the energy transferred, according to the Newton law, from the plate surface. As a result, a differential equation has been obtained, the solution of which has resulted in obtaining the dependence formula for the thickness of the boundary layer and the heat transfer coefficient value. The final solution in the form of relation of dimensionless criterial numbers is given below: NuR = 0.906 RaR 1/5 Interferometric and visualisation as well as heat transfer experiments were cerried out to verify theoretical solution obtained. The experiments were performed in waterusing the round horizontal plate of the diameter D = 0.07 m. The results after their approximation has led to the criterial relation: NuR = 0.895 RaR 1/5 which agrees well with the theoretical solution.

Słowa kluczowe

PL

wymiana ciepła; konwekcja swobodna; płyta kołowa

• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 1998
• Tom: Vol. 53, nr 9
• Strony: 575-581
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., rys. 5

Twórcy

autor

Lewandowski, W. M.

autor

Radziemska, E.

autor

Bieszk, H.

autor

Seramak, T.

autor

Wilczewski, T.

• Katedra Aparatury i Maszynoznawstwa Chemicznego Politechnika Gdańska ul. Narutowicza 11/12