Исследование теплогидравлической эффективности каналов с кольцевой накаткой и со сферическими выступами при ламинарном, переходном и турбулентном режимах течения

Исследование теплогидравлической эффективности каналов с кольцевой накаткой

…

1

УДК 536.24

Исследование теплогидравлической

эффективности каналов с кольцевой накаткой

и со сферическими выступами при ламинарном,

переходном и турбулентном режимах течения

1

, И.А. Попов

2

, А.В. Щелчков

2

1

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

2

Казанский национальный исследовательский технический уни-

верситет им. А.Н. Туполева — КАИ, Казань, 420111, Россия

Представлены результаты экспериментального исследования коэффициентов

гидравлического сопротивления и теплоотдачи в каналах с дискретной шерохова-

тостью в виде кольцевой накатки сферических выступов при ламинарном, пере-

ходном и турбулентном режимах течения воды. Даны рекомендации по расчету

указанных коэффициентов, определению границ ламинарно-турбулентного пере-

хода и выбору оптимальных параметров интенсификаторов для получения макси-

мальной теплогидравлической эффективности.

Ключевые слова:

интенсификация, теплогидравлическая эффективность, дис-

кретная шероховатость, кольцевая накатка, сферические выступы.

Введение.

Перспективным способом повышения эффективности

теплообменных устройств является использование поверхностных

интенсификаторов теплоотдачи, позволяющих периодически разру-

шать ламинарный пограничный слой или вязкостный подслой турбу-

лентного пограничного слоя, не затрагивая основной поток, что

обеспечивает высокую теплогидравлическую эффективность интен-

сификации данного вида [1]. Наиболее распространенная реализация

этого способа — дискретно-шероховатые трубы и плоское оребрение

с луночным рельефом на поверхности [2, 3]. Среди дискретно-

шероховатых труб выделяют трубы с кольцевой и спиральной накат-

кой, системами выступов и выемок различной формы и с разной

плотностью расположения. В современной мировой литературе име-

ется ограниченное количество работ, посвященных исследованиям

интенсификации теплоотдачи при ламинарном и переходном режи-

мах течения [8–14]. В них не даются конкретные рекомендации по

выбору оптимальных параметров интенсификаторов и не рассмотре-

ны возможности их изменения при изменении скорости для переход-

ного режима течения. При этом указывается, что трехмерные элемен-

ты шероховатости могут обеспечить значительное повышение тепло-

гидравлической эффективности [4, 5].

Warning.