При експериментальному вивченні конвективного теплообміну шуканою величиною являється коефіцієнт теплообміну . Знайдена для різних випадків величина разом з іншими фізичними характеристиками обробляється у вигляді деяких безрозмірних комплексів ( критеріїв). Таким чином, формується функціональна залежність для деякої теплової системи, наприклад
. ( 2.72 )
Як було сказано раніше, теплова подібність передбачає подібність гідромеханічну. Відомо, що потік може бути вільний і вимушений. Характер вимушеного потоку визначається критерієм Рейнольдса, тобто ламінарний
( Re 2320) або турбулентний ( Re>2320) рух. Для описання вільного переміщення розглянемо додаткові критерії
- критерій Галілея. ( 2.73 )
Швидкість вільного потоку не є визначеною величиною. Критерій Галілея не включає в розгляд цю величину і розглядає тільки в,язкість та об,єм системи. Але цей критерій нічого не говорить про рух вільного потоку. Цей рух може бути зумовлений підйомною силою потоку. В свою чергу ця сила може бути спричинена різницею густини рідини чи газу в різних точках простору , наприклад, за рахунок різних концентрацій чи температур. У зв,язку з цим маємо додаткові критерії
- критерій Архімеда; ( 2.74 )
- критерій Грасгофа, ( 2.75 )
де - коефіцієнт об,ємного розширення.
У загальному випадку може відбуватися разом вимушений і вільний рух. Тоді розглянемо два випадки.
Критеріальні рівняння гідромеханіки потоку
Нестаціонарний вимушено- вільний потік
( 2.76 )
Нестаціонарний вимушений потік
( 2.77 )
Нестаціонарний вільний потік
( 2.78 )
Стаціонарний вимушений потік
( 2.79 )
Стаціонарний вільний потік
( 2.80)
Критеріальні рівняння теплової подібності потоку
Нестаціонарний вимушено-вільний потік
( 2.81 )
або
( 2.82 )
Нестаціонарний вимушений рух
( 2.83 )
або
. ( 2.84 )
Нестаціонарний вільний рух
( 2.85 )
або
. ( 2.86 )
Стаціонарний вимушено-вільний рух
( 2.87 )
Стаціонарний вимушений рух
( 2.88 )
Стацціонарний вільний рух
( 2.89 )
Тепловіддача від шарів, вертикальних труб і плит при
