ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы П о в а р н и н, Применение термодинамического подобия к расчету теплообмена из "Тепло- и массоперенос Том 3 Общие вопросы теплообмена " В течение нескольких лет в национальной технической лаборатории (Англия) проводились экспериментальные работы по проблемам тепло-переноса между трубкой и жидкостью, протекающей через нее. Детально изучалось изменение локального коэффициента, возникающее при нарушениях потока жидкости, которые вызывались резким изменением в диаметре трубы, ее сгибами или резким коленом. Эксперименты проводились с воздухом и водой. Эта работа до некоторой степени аналогична работе, описанной Б. С. Петуховым и Е. А. Краснощековым в сборнике Теплопередача и тепловое моделирование . [c.247] Параллельно было накоплено большое количество экспериментальных данных о величине локального коэффициента тепло-переноса в случаях отсутствия подобных нарушений. Результаты экспериментов сравнивались с известными формулами для вычисления локального коэффициента в тех же условиях или осредненного коэффициента для длинной трубы. Оказалось, что существующие формулы только приближенно описывают результаты эксперимента, и поэтому их следует уточнить. При меньших числах Рейнольдса проводились интересные наблюдения над эффектом естественной конвекции. [c.247] Было внесено большое количество предложений, чтобы представить эмпирически эффект гизменения числа Прандтля чаще всего применялось число Рг в степени /г, где п — различные заданные величины для турбулентного потока эти величины составляли 0,4. Результаты исследований при помощи предложенного здесь метода представлены в виде графика Nu/Pr о г Re. Так или иначе, выбор Рг - является наилучшим из всех возможных и число Рг должно исключать сравнительно малый эффект изменений числа Прандтля в экспериментах с водой. Результаты этих исследований представлены на рис. 1. [c.248] Наклон линии также совершенно не согласуется с результатами исследования, а внутри самого ряда исследуемых чисел Рейнольдса нет серьезного расхождения. [c.249] Благодаря своей простоте эта формула постоянно нами рекомендуется для использования, однако коэффициент 0,023 при Re следует заменить соответственно козф(фициентами 0,018 и 0,026 для воздуха и воды. [c.249] Другие ученые предлагали величины порядка 0,021 и 0,027 . [c.249] Улучшение коэффициента могло бы быть достигнуто путем изменения индекса числа Прандтля, но существенных изменений в этом случае не наблюдалось бы. [c.249] Другая формула, которую мы будем рассматривать, совершенно отличается от указанной выше и дает более удовлетворительные. результаты при отклонениях, но она менее удобна при использовании. Мы имеем в виду формулу Мартинел-ли, который дал более точную зависимость Nu от Re и Рг . [c.249] На ооновании данного метода графического изображения это уравнение дает изменения в зависимости от числа Прандтля, а на рис. 2 линии показывают числа Прандтля порядка 0,7 для воздуха и 8,0 — осредненную величину для воды. Линия для воды дает хорошее совпадение с экспериментальными данными как в наклоне, так и в положении по всему диапазону чисел Рейнольдса. Линия для воздуха дает отклонение вправо от линии для воды и при более высоких числах Рейнольдса имеет наклон вправо. Линия определяет числа Нуосельта, которые лежат значительно выше экспериментальных величин, а после пересечения с линией воды (левая сторона рис. 2) она проходит над линией воды, что противоречит экспериментальным наблюдениям, которые приведены ниже. Такие же результаты получаются при использовании различных формул подобного вида, выведенных Кутателадзе (стр. 143). [c.249] На рис. 1 можно видеть, что локальное число Нуссельта очень резко изменяется в зависимости от числа Рейнольдса в этом диапазоне, как и хорошо известное изменение осредненного числа Нуссельта . [c.250] Другой момент, который представляет интерес при низких числах Рейнольдса,— это установление существенной разницы в температуре между верхней и нижней частями экспериментальной трубы, указывающей на постепенное наслоение более теплой воды над более холодной водой в трубе. [c.251] Автор не имеет данных о наличии подобного вида экспериментальных и теоретических работ, которые можно непосредственно сравнить с настоящими данными для ламинарного потока. Качественно, конечно, эти результаты давно известны. Мортон также занимался в основном этой задачей, но в его работе приводились данные для очень малых чисел Грасгофа. [c.251] Работа, описанная в настоящей статье, составляет часть программы национальной технической лаборатории DSJR (Объединенное королевство) и опубликована с разрешения директора. [c.251] Отделение научных и промышленных исследований. [c.251] В наших опытах исследован теплообмен потока при обтекании сферы 0 71 мм. При этом скорость потока изменялась от 9 до 17,6 uj eK. Подставив эти данные в уравнение (1), найдем пределы времени формирования пограничного слоя. Они изменяются от 0,79-10-2 1,55-10-3 сек. Это меньше периода пульсации набегающих потоков, который изменяется от 1 до 0,0588 сек. [c.252] На основании этого можем заключить, что амплитуда пульсаций скорости и ее частота влияют на коэффициент теплоотдачи через выражение (16). [c.255] Т — период пульсации набегающего потока. [c.255] Учитывая это, целесообразно определять коэффициент с, показатели I, 2 и, наконец, на основании опытных данных. [c.255] Опытное исследование влияния скоростной нестационарности на коэффициент теплоотдачи при обтекании медного шара диаметром 71 мм производилось с помощью установки, состоящей из аэродинамической трубы, пульсационного диска, спрямляющей решетки, подвески для крепления шара, электрической печи и измерительных приборов. [c.255] Производилась оценка лучистого теплообмена при охлаждении опытного медного шара. Шар имел чистую, блестящую поверхность, полученную после чистовой токарной обработки. Для гарантии оценки лучистого теплообмена степень черноты поверхности шара принималась равной 0,57, и ал при этом составляло в среднем 5—6% от Ооб- Поэтому при обработке опытных данных влияцие лучистого теплообмена отбрасывалось. [c.256] Вернуться к основной статье