Wpływ konfiguracji płaskich powierzchni poziomych na intensyfikację konwekcji swobodne

Przedstawiono wyniki badań konwekcji swobodnej od izotermicznych powierzchni o następujących konfiguracjach: powierzchnie plaskie z obwodową osłoną, powierzchnie wielokątne (trójkąt, kwadrat, sześciokąt i dysk), prostokątne o zróżnicowanym współczynniku kształtu (b/a = 0.3, 0.4, 0.5, 1.0, 1.81, 2.64, 3.66, 4.66 i 5.2), pierścieniowe płaskie poziome opisane współczynnikiem, będącym stosunkiem średnic (d/D = 0.166, 0.333, 0.666 i 0.833) i powierzchnie składające się z poziomej płyty kołowej z półkulą w środku o zmiennym stosunku średnic (d/D = 0.0183, 0.233, 0.4, 0.483, 0.55, 0.65, 0.817 i 1). Analiza uzyskanych wyników, przeprowadzona pod kątem określenia wpływu konfiguracji powierzchni na intensywność wymiany ciepła, wskazuje, że przebadane przypadki można podzielić na dwie grupy. W przypadkach pierwszej grupy wpływ konfiguracji powierzchni na intensyfikację wymiany ciepła wykazany teoretycznie został potwierdzony wynikami badań eksperymentalnych. W drugiej grupie przypadków najpierw przypadkowo eksperymentalnie wykazano intensyfikację, której nie przewidywało rozwiązanie teoretyczne a dopiero później starano się to teoretycznie uzasadnić. Bliższe poznanie przypadków zarówno jednej jak i drugiej grupy może być pomocne przy projektowaniu, modernizacji lub optymalizacji powierzchni chłodnic, radiatorów lub grzejników, których efektem może być zmniejszenie zużycia materiału i w efekcie obniżenie kosztów urządzenia.

---

The analysis of the results of the study of convective heat transfer from isothermal surfaces indicates that heat transfer intensity strongly depends on the surface configuration. Some of these results were predicted theoretically. Round horizontal plate, round horizontal ring, rectangular horizontal plate and horizontal polygonals were the examples of surfaces studied. When the shape coefficient of the ring or shape coefficient of the rectangular plate the heat transfer coefficient tends to infinity. The heat transfer coefficient values for polygonal and round surfaces, predicted theoretically and verified next experimentally, are as follows: (a triangle >a square > a hexagonal > a disc) For same configurations of tested surfaces, the experimental results differ from predicted theoretically. Differences were observed for: complex surface consisted of round horizontal ring of diameter (D and d) and of the hemisphere of diameter (d) in the centre and round horizontal plate of diameter (D) screened by cylindrical vertical wall of the height (H) with the screen of H/D =0.09. explanation of these deviations are also presented. Effects described in this work could be used for cooling by natural convection of surfaces of e.g. transistors, diodes, integrated circuits of electronic devices.