Файл: Календерьян В.А. Теплоотдача плотного движущегося слоя и методы ее интенсификации.pdf

носительной толщины пограничных слоев общее термическое со­ противление снижается. Этим и объясняется интенсификация тепло-

à

Симплекс — отражает также факт улучшения теплоотдачи с умень- d

шением размера частиц, который может быть объяснен более благо-

приятным характером движения в пристенном слое (вращение вмес­ то скольжения крупных частиц) и меньшей толщиной газовой про­ слойки (роль последнего фактора существенна только для очень коротких каналов, при незначительном времени контакта слоя с поверхностью). Обнаруженное влияние условий стесненности на теплоотдачу в первой области подтверждает сделанный выше вывод

Д

о том, что при — < 30 применение к слою зависимостей, основанных d

на представлении о стержнеподобном движении, неправомерно. При нестесненном движении в широких каналах суммарное тер­

мическое сопротивление определяется ядром потока, влияние при­

Бринн и Николаев, проводившие опыты при нестесненном движе­ нии, также не обнаружили влияния размера частиц. Не проявляется

61

чих равных условиях увеличение длины поверхности приводит к ухудшению теплообмена в связи с происходящей тепловой стабили­ зацией — увеличением толщины пограничного слоя и уменьшением

à-16- 2 0 _

т С*

Ре--М00-V -1H *

Рй-ШІПП

А

А.

температурного градиента на стенке при более медленном снижении среднего температурного напора. Некоторое ухудшение теплоотдачи имеет место и при увеличении диаметра цилиндров (L = idem), что также подтверждается данными [152, 209] для внутреннего те­ чения в цилиндрических каналах и объясняется повышением терми­ ческого сопротивления в связи с утолщением прогреваемого (ох­ лаждаемого) слоя.

Влияния формы ребер на теплообмен не обнаружено, так как характер их омывания практически одинаков: безотрывное продоль­ ное движение. При прочих равных условиях теплоотдача оребрен­ ных поверхностей ниже чем гладких. С увеличением высоты ребер теплообмен ухудшается, что учтено введением в обобщенные зави­ симости в качестве определяющего размера термического диаметра

На рис. I I I . 6 приведены зависимости критерия Нуссельта от относительной длины цилиндра для различных условий движения с использованием данных [152, 209], полученных при более высоких

L

значениях — . Все* они имеют практически одинаковый наклон и сви-

детельствуют о снижении средней интенсивности теплообмена с уве-

62

(42—276). Граница тепловой стабилизации не установлена. Данные [1431 для трубчатых каналов, полученные на основании измерений температурного поля в слое при нестесненном движении, показали, что стабилизация локальных коэффициентов теплообмена наступает

тепловой стабилизации в кольцевых каналах с внутренним обогре­ вом (охлаждением) следует учитывать, что этот процесс завершает­ ся, когда толщина прогретой (охлажденной) зоны станет равной тол­

нием минимальное значение критерия Нуссельта уменьшается и для

л2 è t

прогретого слоя А = - ^ - с критерием Фурье для тела с цилиндри­

ческой полостью диаметром D определяется уравнением

(III.2)

Здесь принято параболическое распределение температур с показателем параболы л = 2 , что, согласно [34], обеспечивает ми­ нимальное (не более 2 — 3%) расхождение с точным решением. Применительно к нашим условиям уравнение (III.2) позволяет для

каждого канала определить значение

X -pH , при котором тепловая волна достигает его внешней гра-

' стаб

63

При нестесненном движении в гладких каналах симплекс — изменялся от 0,8 до 5,3, чему соответствуют значения расчетной дли-

V - '

. Ѵ ѵ Г " *

•

1

л -- + •

•

Ля

значения этого комплекса, достигнутые в опытах, составляли для соответствующих каналов 0,015 и 0,345, т. е. были меньше граничных

В условиях стесненности оценка длины начального термического участка по уравнению (ІІІ.З) и аналитическим решениям для стержнеподобного движения [156, 246] не может считаться корректной,

64