Попов, Игорь Александрович. Гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах. Интенсификация теплообмена : монография

гидродинамика и теплообмен в пористых теплообменных элементах и аппаратах Влияние степени турбулентности внешнего потока на теплообмен в по­ граничном слое обусловлено проникновением внешних возмуш,ений непо­ средственно в пограничный слой. Что касается влияния степени турбулентности на теплоотдачу при ла­ минарном течении в случае отсутствия градиента давления по длине обте­ каемой поверхности, то результаты большинства экспериментальный работ свидетельствуют о том, что это влияние пренебрежимо мало. Однако в рабо­ тах Дж.Кестина и Б.Г.Ван дер Хегге Зийнена, при наличии градиента давле­ ния увеличение степени турбулентности приводит к росту теплоотдачи. Наиболее полное и тш,ательное исследование влияния степени турбулентно­ сти на теплоотдачу при ламинарном обтекании поперечного цилиндра про­ ведено в работах Б.Г.Ван дер Хегге Зийнена, в которых отмечается, что ин­ тенсивность теплоотдачи определяется не только степенью турбулентности, но и ее макромасштабом. Данные Н.Г.Лебедя и М.Пичаля по исследованию влияния степени турбулентности на сопротивление трения и теплообмен свидетельствуют о заметном увеличении турбулентного касательного напряжения (до 3 раз) при изменении Ти от 0,5 до 8-10%. Это неминуемо должно сказаться и на тепло­ отдаче. Исследования по влиянию степени турбулентности на теплоотдачу при турбулентном течении в круглых трубах приведены в работе [144]. Степень о турбулентности в трубе менялась от 4,5 до 37%, число Rcd - от 9-10 до о 150-10 . Однако в данной работе не обнаружено влияния турбулентности по­ тока на теплоотдачу в области турбулентного пограничного слоя. Исследование влияния уровня турбулентности потока на теплоотдачу в плоском канале проводилось также в работе [144]. При значении уровня тур­ булентности потока 5% режим течения в пограничном слое практически с самого начала носит турбулентный характер. Анализ опытных данных показал суш,ественное повышение теплоотда­ чи при Ти>5%. По сравнению с зависимостью для канала с малой степенью турбулентности потока наблюдается расслоение опытных точек в зависимо­ сти от Ти, причем более высоким значениям Ти соответствует максимальное повышение теплоотдачи (до 1,8 раз при Ти>30%). Однако такая картина на­ блюдается лишь при небольших значениях расстояния от входного участка. По мере увеличения расстояния от входа расслоение опытных точек для раз­ ных значений Ти уменьшается и при определенном удалении от входа в ка­ нал практически исчезает. Эти результаты позволили высказать предположе­ ние, что возрастание интенсивности переноса теплоты связано с повышенной турбулентностью ядра потока, которая затухает по длине канала. Работы, связанные с исследованием внешней турбулентности потока на теплоотдачу при течении теплоносителя в пустых гладких длинных каналах, отличаются противоречивостью. В одних указывается, что внешняя турбу­ лентность потока с Ти до 30% повышает теплоотдачу до 50%, в других - все­ го на 15-30%. При этом указывается, что рост теплоотдачи наблюдается при 1 5 3