أثر التوجيه السطحي بشأن الانتصاب الطبيعي: الحسابات العملية للمهندسين

فالتكفير الطبيعي هو وسيلة لنقل الحرارة تحدث عندما تولد حركة السوائل عن قوى الطفرة بسبب تفاوتات الكثافة بسبب اختلافات درجات الحرارة، ويؤثر اتجاه السطح تأثيرا كبيرا على كفاءة الانتصاب الطبيعي، مما يؤثر على معدلات نقل الحرارة، وكثيرا ما يحتاج المهندسون إلى إجراء حسابات عملية للتنبؤ بهذه الآثار في مختلف التطبيقات وتحقيقها الأمثل.

أثر التوجيه السطحي على نقل النفايات

ويحدد اتجاه السطح نمط تدفق السوائل حوله، وتميل الأسطح الأفقية إلى تطوير خصائص مختلفة للاحتواء مقارنة بالسطح العمودي أو المائل، فمثلا، يروج سطح عمودي عادة لتدفق ثابت نحو الارتفاع، ويعزز نقل الحرارة، في حين أن الأسطح الأفقية قد تشهد أنماطا أكثر تعقيدا للتدفق.

أساليب الحساب العملية

ويستخدم المهندسون أعداداً لا تبعد عن البعد مثل أرقام غراشف ونوزسلت لتقدير معامل نقل الحرارة في التكتلات الطبيعية، ويتصل عدد الخناق بالبواية إلى القوات المتأصلة، بينما يربط رقم النسيج بين النقل الحراري المأمون والتدفئة، وكثيراً ما تستخدم العلاقات العملية استناداً إلى التوجه السطحي والمقاييس الجيولوجية.

حساب العينات لبطاقة رقمية

النظر في لوحة عمودية ذات ارتفاع مترين وفرق حرارة يبلغ 30 درجة مئوية من الهواء المحيط، وباستخدام الربطات التجريبية النموذجية، يمكن تقدير رقم النسيج على النحو التالي:

جوز الهند = 0.59 × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × / × / / / / / / / / / / /

حيث يكون رقم برانتل هو عادة حوالي 0.7 للهواء، فحساب عدد غراشف وقيم استبداله يسمح للمهندسين بتحديد معامل نقل الحرارة والتنبؤ بالتدفق الحراري من السطح.

خاتمة

ويؤدي التوجه السطحي دورا حاسما في نقل حرارة التوارث الطبيعية، فالحسابات العملية التي تستخدم أرقاما لا تنطوي على أبعاد وترابطات تجريبية تمكن المهندسين من تصميم النظم وتحقيقها على الوجه الأمثل بصورة فعالة، بالنظر إلى تأثير التوجه على أداء نقل الحرارة.