Подскажите, как с физической точки зрения обьснить, что коэффициент конвективной теплоотдачи падает с увеличением скорости движения поршня. Существуют ли хотя бы грубо оценочные формулы для такой зависимости? И можно ли говорить о конвективном теплообмене если поршень движется сверху вниз?
Все наоборот.
В цилиндре, газ, при движении поршня, перемешивается и чем выше скорость поршня, тем выше турбулентность, критерий Рейнольдса, а также коэффициент теплоотдачи.
В этой прикладной области все формулы эмпирические и оценочные.
Погуглите например формулу Вошни.
Например здесь:
https://vunivere.ru/work99870/page4В цилиндре имеет место не естественная конвекция, а принудительная, поэтому вертикальность или горизонтальность цилиндра на условия теплопередачи никак не сказываются.