На рис. 16 отмечены заштрихованной областью данные для наиболее выгодных диапазонов изменения геометрических параметров каналов с поперечными кольцевыми выступами применительно к газам: относительный шаг поперечных кольцевых выступов t/D = 0,25...1,0; отношение внутреннего диаметра трубы в области выступов к внутреннему диаметру гладкой трубы d/D= 0,90...0,95 (для t/D = 1 значения d/D = 0,90...0,93).
Из сопоставления рассмотренных данных можно заключить следующее. Поперечные кольцевые выступы в некоторой области геометрических параметров позволяют обеспечивать равенство Nu/Nuгл= x/xгл. Имеется даже некоторая область с опережением роста теплоотдачи по сравнению с ростом сопротивления. Область равенства (Nu/NuГЛ ) и (x/xГЛ ) располагается в диапазоне изменения x/xгл от 1,0 до 1,9–2,0. В этой области оба сопоставляемых способа интенсификации теплообмена имеют одинаковую эффективность. Интересно отметить, что как раз в эту область попадают данные для мелких лунок. Дальнейшее увеличение теплоотдачи при (Nu/NuГЛ ) > 2 с помощью поперечных кольцевых выступов сопровождается опережающим увеличением гидравлического сопротивления. При использовании же полусферических лунок удается обеспечить одинаковый рост теплоотдачи и сопротивления до значительно большего значения относительного числа Нуссельта, равного примерно четырем.
Рис.16. Эффективность интенсификации теплообмена поперечными кольцевыми выступами в круглом канале
Значит, можно констатировать, что если предельный уровень интенсификации теплообмена для поперечных кольцевых выступов составляет (Nu/Nuгл) = 1,9...2,0, то для сферических лунок – более 4. В последнем случае реализуется смерчевой механизм интенсификации теплообмена, характерный для глубоких лунок.
Таким образом, результаты исследований указывают на то, что нанесение на теплообменную поверхность полусферических лунок является эффективным способом интенсификации теплообмена. Следует особо отметить, что анализ полученных данных свидетельствует о том, что, по-видимому, существует оптимальная геометрия профилированной поверхности, обеспечивающая максимально выгодные условия теплообмена при минимальных энергетических затратах.
. Луночные рельефы были нанесены на поверхность модели скоростного межконтинентального экспресса, полное сопротивление модели уменьшилось примерно на 17 % по сравнению с моделью, имеющей гладкую поверхность. На рис. 17 показана эта модель с рельефом на обтекаемой поверхности
 |
Рис.17. Модель головного вагона межконтинентального экспресса ICE в 1/20 натуральной величины с рельефом TLT на обтекаемой поверхности
|
А.А. Халатовым исследованы обьемные флуктуации потока за «мелкими» (h/D≤0,1) одиночными, а также установленными в ряду сферическими и цилиндрическими углублениями в случае ламинарного потока . Перед углублением и внутри него выполнялись по пять отверстий диаметром 1 мм, через которые подавалась подкрашенная жидкость пяти различных цветов. Форма углубления, скорость потока, относительная толщина пограничного слоя перед углублением играют существенную роль в формировании флуктуаций потока за ним, причем увеличение толщины пограничного слоя подавляет флуктуации. Углубления имели диаметр 50,8 мм, глубину 5,08 мм или 2,54 мм.
Цилиндрические углубления получены с помощью сверления и преобразовывались в сферические углубления заполнением полости отверстия твердеющим пластиком. Зависимость числа Струхаля от числа Рейнольдса для одиночных углублений имеет максимум (рис.18).
 |
Рис. 18 . Флуктуации потока за одиночным цилиндрическим и сферическим углублением (x/D=1,23): x/D=1,23, h/D=0,10. Один. цил. углубление;
x/D=1,23, h/D=0,05. Один. цил. углубление; x/D=1,23, h/D=0,10. Один. сфер. углубление
Существует корреляция между отрывом потока внутри углубления и переходом к турбулентному режиму за ним. Возникновение турбулентности наблюдалось только в пристенной области, а большая часть профиля сохраняла форму при ламинарном течении.. Сравнение интенсивности флуктуаций для одиночного цилиндрического и сферического углублений показывает, что форма углубления играет важную роль в формировании нестационарных флуктуаций потока. Что касается максимальной интенсивности флуктуаций, цилиндрическое углубление предпочтительно в области ReD=8000...11000, а сферическое – при ReD>12500. В области ReD<7500 геометрическая форма углубления не оказывает влияния на величину числа Струхаля. При ReD>9500 для x/D=4,7 и при ReD>11000 для x/D=8,36 одиночное сферическое углубление генерирует более интенсивные обьемные флуктуации потока, чем цилиндрическое.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.