Выполнить прямое сопоставление расчетов по формуле (3.14) с данными других авторов достаточно трудно из-за отсутствия в рассмотренных работах первичной опытной информации. Косвенное сравнение результатов расчетов по (3.14) отображает рис. 3.11. Как видно, наблюдается хорошее соответствие данных настоящей работы с расчетом по формуле (3.7), отражающей результаты [10]. Формула (3.7) для расчета коэффициента гидравлического сопротивления получена аналитически, но содержит эмпирическую константу, которую авторы [10] получили на основании собственных систематизированных опытов, выполненных на воздухе для лент с k= (0 – 1.04) при Re = (4×103–2×105). Нельзя не отметь гораздо более простой вид формулы (3.12) в сравнении с формулой (3.7) при практически одинаковых результатах расчета по ним. Сравнение, представленное на рис. 3.11, говорит и об удовлетворительном соответствии данных настоящей работы с расчетом по (3.9). Заметное отличие собственных данных от расчета по (3.8) объясняется тем, что эта формула учитывает только изменение геометрии течения. Занижение расчета по (3.6) в сравнении с собственными данными связано с тем, что уравнение (3.6) определяет только потери на трение. Итоговое выражение для расчета коэффициента гидравлического сопротивления работы [6] дополнительно учитывает составляющие потерь на вихревое смешение и создание вынужденного вихревого течения. Результирующее выражение работы [6] не позволяют выразить поправку f в виде (3.3).
Примером сопоставления расчета по (3.14) с опытными данными других авторов о потерях давления в закрученном потоке является рис. 3.12. Точки на рис. 3.12 показывают результаты измерений потерь давления [120, 167] в гладкой трубе и трубе со вставленной скрученной лентой. Данные измерения являются “сопутствующими” основным исследованиям, выполненным в [167]. Расположение отборов давления в присоединительных фланцах рабочего участка приводит к включению в измеренные значения потери на местных сопротивлениях. Тем не менее, определив коэффициент сопротивления для гладкой трубы из опытных данных, удалось рассчитать потери давления в закрученном потоке с использованием (3.14). Опытные данные рис. 3.12 получены в трубе с внутренним диаметром 10 мм, при длине рабочего участка 474 мм, температуре 20 оС и представлены в [167] в виде потерь давления на единицу длины в зависимости от осевой скорости потока воды. Соответствие опытных данных [167] с расчетом по (3.14), как видно из рис. 3.12 вполне удовлетворительное.
Рис. 3.12. Сопоставление расчета по (3.13) данными [167]
3.2. Гидравлическое сопротивление в опытах с нагревом
Опытные данные о потерях давления в условиях одностороннего нагрева были получены при фиксированном значении массовой скорости на входе в рабочий участок и пошаговом увеличении подводимой нагрузки. Для последующего анализа используются опытные данные, полученные на рабочих участках №2 и №3 с дополнительными отборами давления. Максимальная тепловая нагрузка в опытах определялась условием возможности поддержания равномерности нагрева тепловоспринимающей поверхности. Конструктивное расположение дополнительных отборов давления делало необходимым пересчет измеренного значения потерь давления на значения, соответствующие нагреваемой мишени рабочего участка. Потери давления непосредственно на мишени получались вычитанием из измеренных потерь давления, значений потерь давления на участках подводящей и отводящей трубок (рис. 2.8 и 2.9). Расчет потерь давления на этих участках проводился по формуле (3.13). На рис. 3.13 представлены данные по потерям давления на нагреваемой мишени рабочего участка № 3 без ленты в зависимости от температуры стенки в верхней (лобовой) точке канала для разной массовой скорости. Методика определения температуры стенки по данным температурных измерений представлена в главе 2. Данные рис. 3.13 приведены к одинаковой средней массовой скорости для каждого режима. Для этих данных давление на входе в рабочий участок изменялось с увеличением скорости потока от 0,8 до 1,1 МПа. Как видно из рис. 3.13 в однофазной области теплообмена (Тст < 200 oC) потери давления уменьшаются вслед за увеличением температуры стенки и, следовательно, уменьшением вязкости жидкости в пристенном слое. В дальнейшем, уменьшение потерь давления, вызванное изменением вязкости жидкости, становится не столь заметным при приближении температуры стенки к температуре насыщения воды для оговоренных выше параметров потока, в силу меньшей зависимости вязкости воды от температуры в данном интервале давлений. При начале кипения на поверхности канала (Тст > 200 oC) потери давления практически не изменяются с увеличением подводимой нагрузки. Объяснить подобное поведение зависимости Dр (Тст) можно тем, что значение температуры жидкости на границе вязкого подслоя несильно отличается от температуры насыщения, а имеющиеся на стенке паровые пузырьки не выходят за границы вязкого подслоя.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.