Свободная конвекция в зазорах

Ширина зазора много меньше его протяженности, темпера­туры его поверхностей различны.

Для всех рисунков t_w1>t_w2. Отметим, что при <<L утечкой воздуха из зазора во внешнюю среду можно пренебречь.

В вертикальном зазоре доля свободная конвекция происходит в виде замкнутых циркуляций. Причем, направление вращения этих зон задано движением воздуха вверх у горячей поверхности и вниз у холодной.

В горизонтальном зазоре, если нижняя поверхность горячая, направление циркуляции устанавливается самопроизвольно - сосед­ние струйки движутся в одну сторону, что соответствует минималь­ным энергетическим потерям на вязкое трение между ними.

Рис. 11.

Если в горизонтальном зазоре горячей является верхняя поверхность, то теплые массы воздуха скапливаются у горя­чей поверхности, холодные - у холодной, движения воздуха нет, передача тепла происходит только за счет теплопроводности газа (и излучения) - рис. 4.

Рис. 12.

Поэтому в качестве базового закона для определения теплопередачи в зазорах используется закон теплопроводности Фурье:

, (7)

где - коэффициент теплопроводности газа, _к > 1 - поправочный коэффициент, учитывающий конвекцию.