Düşük hızlı bir fanla havalandırılan kabin, sıcak bir yüzey üzerindeki yavaş akış, doğal çekişle desteklenen bir baca — bunların hepsinde kaldırma kuvveti ile zorlanmış akış aynı mertebededir. Bu, iki rejimin de basitleştirmelerinin geçersiz olduğu aralıktır.
Rejimi belirleyen sayı
Richardson sayısı, kaldırma kuvvetinin atalet kuvvetlerine oranıdır (Gr/Re²):
| Ri | Rejim | Sonuç |
|---|---|---|
| ≪ 1 | Zorlanmış taşınım baskın | Kaldırma ihmal edilebilir |
| ~ 1 | Karma taşınım | İkisi birlikte çözülmeli |
| ≫ 1 | Doğal taşınım baskın | Zorlanmış akış ikincil |
Hesap birkaç satırdır ve modelleme kararını baştan verir. Atlanırsa, yerçekimi kapalı koşulan bir analizde ısı transferi sistematik olarak yanlış çıkar.
Yardımcı mı, karşı mı?
Karma taşınımın kendine özgü tuzağı yön bağımlılığıdır:
Destekleyen akış. Kaldırma ile zorlanmış akış aynı yönde. Isı transferi ikisinin toplamından biraz fazladır.
Karşıt akış. Ters yönde. Duvar yakınında akış yavaşlar, hatta yön değiştirir; sınır tabaka kalınlaşır ve ısı transferi her iki saf rejimden de düşük olabilir. Sezgiye aykırıdır ve dikey kanallarda sıkça gözden kaçar.
Modelleme
Yerçekimi ve yoğunluk-sıcaklık bağı mutlaka tanımlanmalıdır. Sıcaklık farkı küçükse Boussinesq yeterlidir; değilse yoğunluk sıcaklığın gerçek fonksiyonu olmalıdır. Bkz. doğal taşınım notu.
Türbülans tarafında da dikkat gerekir: standart modeller kaldırma üretim terimini içermeyebilir; içermiyorsa tabakalı bölgelerde karışımı abartır.
Kaynaklar
- Churchill, S. W. & Chu, H. H. S. (1975). Correlating equations for laminar and turbulent free convection from a vertical plate. International Journal of Heat and Mass Transfer, 18(11), 1323–1329. DOI: 10.1016/0017-9310(75)90243-4
- Ferziger, J. H., Perić, M. & Street, R. L. (2020). Computational Methods for Fluid Dynamics, 4th ed. Springer. DOI: 10.1007/978-3-319-99693-6