Lapszámok

Korábbi dolgozatainkban rámutattunk a hőleadók termodinamikai számításainak néhány, az eddigiekben nem kellőképpen vizsgált problémájára. Elemeztük azt a kérdést, hogy mennyire engedhető meg a hőmérséklet-eloszlás meghatározására szolgáló differenciálegyenletben a hőátadási-hőátviteli tényező állandósága. Vizsgáltuk a konvekciós és sugárzásos hőleadás megoszlásának arányát a teljes hőleadásban. Kitértünk arra is, hogyan számítható át a névleges hőteljesítmény más üzemi állapotra, más előremenő és visszatérő vízhőmérsékletre. Belevettük ebbe a kérdésbe a sugárzásos hőleadás átszámításának vizsgálatát is. Új differenciálegyenletet vezettünk le a lokális hőátadási tényezőnek a globális hőátadási tényezőből történő meghatározására és a felületmenti hőmérséklet-eloszlás számítására.

Jelen dolgozatunkban ismételten áttekintjük a fentieket, és röviden összefoglaljuk a gyakorlat számára is hasznos tudnivalókat.

1. A hőátadási (hőátviteli tényező) számítása

A hőleadó felülete mentén a konvektív hőátadási tényező számítására a különböző „irodalmak” különböző képleteket adnak meg. Magyarországon az [1] és [2], [3], [4] szakirodalmat használjuk. A [2], [3] és [4] irodalom által közölt képleteket korszerűbbnek tartjuk, de ezek még nincsenek „kanonizálva”, a kizárólagosság rangjára emelve.

A [2], [3] és [4] szakirodalom szerint az α átlagos levegőoldali hőátadási tényező számításának menete:

ahol:

Ha 109 < Ra ≤ 1013, turbulens zóna, akkor Nu = 0,1 Ra1/3.

A fentiek szerint meghatározott Nu-számból az átlagos hőátadási tényező:

Érdemes megjegyezni, hogy amennyiben a Ra-szám nagyobb, mint 109, ami sok esetben fennáll, a [2], [3] és [4] szakirodalom szerint az átlagos hőátadási tényező értéke függetlenné válik a hőleadó jellemző geometriai méretétől, a magasságtól. (Ez a tétel könnyen bizonyítható, de ebbe most nem megyünk bele.)

Az [1] szakirodalom az α átlagos levegőoldali hőátadási tényező számítására az alábbi kifejezéseket ajánlja:

A képlet alkalmazásához az alábbi táblázatot kell figyelembe venni:

Mindhárom szakirodalomban megadott képletek alkalmazása során a Gr-szám számításakor állandó falhőmérsékletet kell feltételeznünk, ami természetesen csak közelítés, hiszen a radiátor falhőmérséklete a magasság függvényében exponenciálisan változik.