自然対流は、温度差による密度変化による浮力による流体運動が生成されると起こる熱伝達のモードです。 表面の向きは、自然対流の効率性、熱伝達率に影響を与えることに著しく影響を及ぼします。 エンジニアは、さまざまなアプリケーションでこれらの効果を予測し、最適化するために実用的な計算を実行する必要があります。

熱伝達の表面のオリエンテーションの効果

表面の向きは、その周りの流体の流れパターンを決定します。 水平面は、垂直または傾斜面と比較して、異なる対流特性を開発する傾向があります。 たとえば、垂直面は、通常、安定した上向きの流れを促進し、熱伝達を強化し、水平面はより複雑なフローパターンを経験するかもしれません。

実用的な計算方法

エンジニアは、GrashofやNucsseltの数値などの次元の数値を使用して、自然対流の熱伝達係数を推定します。Grashofの数値は粘度力に浮力していますが、Nusseltの数値は導電熱伝達に対立する相関を相関しています。また、表面向きや幾何学に基づいて、通常の相関が用いられています。

縦板の計算例

周囲の空気からの30°Cの高度の2メートルおよび温度の相違の縦の版を考慮して下さい。典型的な帝国の相関を使用して、Nuesselt数は次のように推定することができます:

数字 = 0.59 * (Gr * Pr)^0.25

Pr は、通常、空気の約 0.7 の Prandtl 番号です。 Grashof 番号と置換値の計算により、エンジニアは熱伝達係数を決定し、表面から熱フラックスを予測することができます。

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表面指向は、自然な対流熱伝達において重要な役割を果たしています。次元のない数字と帝国の相関を使用して実用的な計算は、エンジニアが熱伝達性能の方向性の影響を考慮し、システムの設計と最適化を可能にします。