Wärmeabgabe von geheizten Drähten und Rohren im Luftstrom

Zusammenfassung

Es wird über Versuche zur Bestimmung der Wärmeabgabe senkrecht zum Luftstrom gestellter Drähte und Rohre berichtet. Die untersuchten Drähte und Rohre mit kreisrundem Querschnitt hatten 0,0198 bis 150 mm Dmr., die Geschwindigkeit des Luftstromes wurde von 2 bis 30 m/s geändert. Der dadurch erfaßte Bereich liegt zwischen den Reynoldsschen Zahlen 2,1 und 231 000. Außerdem wurde die Wärmeabgabe von Rohren mit quadratischem und sechseckigem Querschnitt im BereichRe = 5000 bis 100 000 bestimmt.

Aus den Versuchen bei etwa 100°C Oberflächentemperatur läßt sich die Nußeltsche Kenngröße in Abhängigkeit von der Reynoldsschen darstellen durch die BeziehungNu =c·.(Re)^m, wobei die Wertec undm in den Bereichen vonRe = 1 bis 4, 4 bis 40, 40 bis 4000, 4000 bis 40 000, 40 000 bis 250 000 jeweils konstant sind. Die an einem Draht bestimmten Wärmeübergangszahlen sind bei 1000°C Oberflächentemperatur um etwa 6% höher als bei 100°C.

Bezeichnet man die Oberflächentemperatur mitT _w ° abs. und die Lufttemperatur mitT ₀, so lassen sich alle Versuchsergebnisse bei verschiedenen Geschwindigkeiten und verschiedenen Temperaturen vonRe = 1 bis 4000 erfassen durch die Beziehung:

$$ Nu = c_1 \left( {Re \cdot \left( {\frac{{T_w }} {{T_0 }}} \right)^{{\raise0.5ex\hbox{$\scriptstyle 1$} \kern-0.1em/\kern-0.15em \lower0.25ex\hbox{$\scriptstyle 4$}}} } \right)^m $$

Die Wärmeübergangszahlen von Profilrohren mit quadratischem und sechseckigem Querschnitt weichen in dem Versuchsbereich nur wenig von denen der kreisrunden Rohre von gleicher Oberfläche ab. Auch für diese Versuche wurden die Konstantenm undc der obigen Gleichung bestimmt.