Table of Contents
اتصال طبیعی یک حالت انتقال گرما است که زمانی رخ می دهد که حرکت مایع توسط نیروهای سستی ایجاد می شود که با تغییرات چگالی ناشی از تفاوت های دما ایجاد می شود. جهت گیری یک سطح به طور قابل توجهی بر بهره وری از آلودگی طبیعی تاثیر می گذارد، که بر میزان انتقال حرارت تاثیر می گذارد. مهندسان اغلب نیاز به انجام محاسبات عملی برای پیش بینی و بهینه سازی این اثرات در برنامه های مختلف دارند.
تاثیر هدایت سطح بر انتقال گرما
جهت گیری یک سطح، الگوی جریان مایع اطراف آن را تعیین می کند. سطوح افقی تمایل به توسعه ویژگی های مختلف همبند در مقایسه با سطوح عمودی یا تمایل دارند.به عنوان مثال، یک سطح عمودی معمولا یک جریان ثابت به سمت بالا را ترویج می کند، در حالی که سطوح افقی ممکن است الگوهای جریان پیچیده تری را تجربه کنند.
روش های محاسباتی عملی
مهندسان از اعداد بی ابعاد مانند Grashof و Nusselt برای برآورد ضریب انتقال گرما در تجزیه و تحلیل طبیعی استفاده می کنند. شماره Grashof مربوط به شناور بودن به نیروهای استکووس است، در حالی که عدد Nusselt به هم متصل است تا انتقال گرما هدایتی انجام دهد. همبستگی های Empirical اغلب بر اساس جهت گیری سطح و جهت گیری به کار گرفته می شوند.
نمونه Calculation برای یک صفحه عمودی
یک صفحه عمودی با ارتفاع 2 متر و تفاوت دما 30 درجه سانتیگراد از هوای اطراف را در نظر بگیرید.با استفاده از همبستگی های تجربی معمولی، عدد Nusselt را می توان به عنوان:
0 = 0.59 * (Gr * Pr)
در جایی که Prandtl شماره، معمولا حدود 0.7 برای هوا است. Calculation Grashof شماره و مقادیر جایگزین اجازه می دهد تا مهندسان برای تعیین ضریب انتقال گرما و پیش بینی شار حرارت از سطح.
نتیجه گیری
جهت گیری سطح نقش مهمی در انتقال حرارت طبیعی دارد. محاسبات عملی با استفاده از اعداد بی طرف و همبستگی های تجربی مهندسان را قادر می سازد تا سیستم ها را به طور موثر طراحی و بهینه سازی کنند، با توجه به تاثیر جهت گیری در عملکرد انتقال گرما.