Hidrológiai Közlöny 1970 (50. évfolyam)
11. szám - Dr. Starosolszky Ödön: A hőátadás összefüggéseinek alkalmazása vízfolyásokra
486 Hidrológiai Közlöny 1970. 11. sz. Dr. Starosolszky Ö.: A hőátadás összefüggései p R = Lamináris tartományú 10* R 10 5 10" 1,0 4,364 (hőáramra vonatko37,8 222 1470 3,0 zóan) 61,5 404 2800 10 3,66 hőfokra vonatko99,8 690 5220 30 zóan) 141 1030 8060 1. ábra. Kialakult turbulens hőmérsékleteloszlás zárt szelvényben Puc. 7. PacnpedeAenue co3datoufeücn mypöyjteHmHoü meMnepamypu e 3aKpumoM cenenuu Abb. 1. Entwiekélte turbulente Temperaturverteilung in geschlossenem Profil A körszelvénytől eltérő szelvényalakokra is alkalmazható az eljárás. Az alapvető' differenciál egyenlet 9 H 9 2ií u dt - + = T — (5) dy 2 9z 2 (a + %) dx A kísérleti tényezők^is alkalmazhatók, de a Nusselt és Reynolds számot D h hidraulikus átmérővel kell képezni F D h= ahol F az átfolyási (nedvesített) szelvényterület és P a nedvesített kerület. Lamináris mozgásnál a Nusselt számok állandó felszíni hőfoknál: Négyzet keresztszelvénynél 2,98 Derékszögű négyszög 1 : 2 oldalaránnyal 3,39 1 : 4 oldalaránnyal 4,44 1 : 8 oldalaránnyal 5,95 Két lemez köze 7,54 Egyik oldalról fűtött lemez 4,86 Egyenlőoldalú háromszög 2,35 Kissé részletesebben kell foglalkozni a párhuzamos lemezek közti áramlással midőn a fűtés a két oldalon különböző, mivel széles vízfolyások legjobban ehhez hasonlíthatók mind jégborítás, mind szabad felszín esetén. Legyen az egyik oldal jele 1, a másik oldalé 2. A Nusselt szám. 1. oldalra vonatkozóan = (6) h ahol N 1 0 ahhoz az állapothoz tartozó Nusselt-szám, midőn csak egyik oldal van fűtve és q j és q 2 a két oldalon belépő hőáram viszonya. Érdemes megemlíteni, hogy lamináris áramlásnál, (9, =0,346, továbbá ha 0,346 qjq x=l, és így N 1 = oo, és q 2\q x=2,9, akkor a t x falhőfok megegyezik a szelvény átlagos hőfokával. Számunkra legérdekesebb az az eset, midőn csak az egyik oldalt éri hőhatás és a másik oldal szigetelt (ez a feltétel elég közel áll a vízfolyásokhoz). Kays és Leung [3] adott meg Nusselt számokat erre az esetre: R Lamináris 10 4 10 5 10 6 P Ni„ ©i ©i N 1 0 ©i N 1 0 ©í 1,0 5,385 0,346 35 0,182 197 0,148 1340 0,128 3,0 0,346 60, 8 0,095 380 0,089 2700 0,084 10,0 101 0,045 680 0,045 5080 0,046 30,0 147 0,021 1030 0,022 8000 0,024 A táblázatból az egy oldali hőhatáshoz tartozó Nusselt számok rögtön kiolvashatók. A jégképződés Laminaris 10* Reynolds-szám 2. ábra. A Reynolds-, Prandtl- és Nusselt-szám összefüggése zárt szelvényben Puc. 2. B3auM0cen3b uucejt PeünoAbdbca, npandmjia u HycceAH e 3üKpbtmoM cenenuu Abb. 2. Zusammenhang zwischen Reynolds-, Prandtl- und Nusselt-Zahl im geschlossenen Profil tilag megegyezik az állandó felszíni hőhöz amra levezetettel és a Nusselt szám. 0,833[5P + 5 ln (5P + 1) + 2,5] ln (ahol / a súrlódási tényező), mely egyenlet kísérletek szerint vízre (1 <P < 20): N=0,0155 P°' 5R°> 8 3 ~ 0,0155P°' 5It 0' 8 (4) alakú tapasztalati egyenletbe megy át, azaz a hőátadás az áramlási sebességtől és a turbulencia viszonyoktól függ az anyagállandókon túlmenően. Néhány számérték (2. ábra) a következő:
