Chang_t3_1973ru (1014104), страница 16
Текст из файла (страница 16)
2.« ТБПЛООТДАЧА В ОБЛАСТИ ЗА ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНОЙ Соджин и др. 191 провели измерения теплоотдачи на передней и задней поверхностях электрически нагреваемой (до 93' С) пластины, перпендикулярной направлению потока в аэродияамической трубе яри нормальных атмосферных условиях. Хорда пластины была равна 171 мм, а отношение площади пластины к площади рабочего сечения трубы составляло 0,211. Число Рейнольдса заключено в пределах от 100000 до 480000. Искомые величины определялись при средней температуре слоя, определяемой соотношением ТН вЂ” Ве й \ 96 ГлЛВЛ Хг где Ь вЂ” хорда пластины. Сильное влияние в области критической точки оказывали пульсации, и при установке турбулизирующей сетки измеренный тепловой поток возрастал на 50ейе. Теплопередача к задней поверхности фактически не зависит от теплопередачи к передней поверхности. Коэффициент восстановления, вычисленный по результатам издб мерений на задней стороне пластины, представлен на фиг.
7. Определяется этот коэффициент следующим образом: Р где Т, и ҄— полная темпера- О';2 тура и температура теплоизолированной стенки, и — скорость набегающего невозмущенного потока. Из графика следует, что г = = 0,1 вдоль всей задней стороны пластины, что соответствует результатам для больших чисел Маха ИО!. Согласно результатам, полученным в присутствии разделяющей пластины, установленной в донной области в плоскости симметрии, и сетки, коэффициент восстановления пе изменяется, однако разделительная пластина приводит к снижению общего уровня теплового потока приблиаительно на 35е/о, причем максимум теплового потока достигается в центре. Тепловой поток к задней стороне пластины в интервале зна- чений О 02 ца Об Об ир,'2 се,'С Ф и г.
7. Коэффициент еосстаноиленин по результатам измерений иа задней стороне плоской пластины [9]. Вет = — Рт = 10а — 4,4 10' нт мозкно вычислить по хорошо согласующейся с эксперименталь ными данными формуле (фиг. 8) Р)п2=С»йер~' ° Индекс 1 относится к средней температуре слоя; Са — беараамерная величина, зависящая от установки разделительной пластины или сетки (табл.
1). Во всех трех сериях экспериментов нагреваемая поверхность была обращена вниз по течению. В серии В сетка не применялась, скорость потока воздуха составляла от 11,6 до 40 м/с. В серии Яа сетка с размером ячеек 19 мм была расположена на расстоя- ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ Таблица 1 кии 240 мм перед пластиной, скорость потозлвисимость козе- ка воздуха составляла от 9,5 до 34,2 мlс. ФИЦИЕНтя Се От Ъ'С- повии испытании В серии [1 за пластинои была симметрично установлена разделительная пластина толшиной 9,5 мм и длиной 229 мм, скорость Серия Се потока воздуха составляла от 21 до 30 мГс. Различные сетки перед пластиной почти ие влияли на теплопередачу к задней ее стороне, что свидетельствует о иезпачительном влияиеи интенсивности турбулентности основного течения или полном его отсутствии.
Тепловой поток к пластине приблиаительно на 1804 выше, чем в задяей критической точке цилиндра, следовательио, чем больше «затуплено» тело, тем выше тепловой поток к его дну. 4 г г 3 4 о Еегхю ' Ф и г. 8. Заиисимость [цпт от Ке для задней стороны властием [9[. Цварвмв о«овиаееим порвявовме номера евспервмеатов. це теплоотдаче От нрхгового цилиндра, Овтенявмого в поперечном направлении погоном воздхха,и От саары Сведения о теплопередаче при малых числах Рейиольдса полезны для рааработки приборов с иагреваемыми проволочками, такими, как термозлементы и термоаеемометры. Средний тепловой поток от кругового цилиндра и сферы был измерен различными исследователями [11 — 13]. Результаты измереиий местных значений тепловых потоков приведены в работах И4 †1.
т — 002« гллвл х( 2.2.2. Теплоотдача от поверхности кругового цилиндра при больших числах Рейнопьдса Шмидт и Веннер [201 определили коэффициент теплоотдачи в интервале чисел Рейнольдса от 5000 до 426 000 для отдельных латунных цилиндров диаметрами 50, 100 и 250 мм, нагреваемых до постоянной температуры 100'С (фиг.
9). Ф я г. 9. Типичная полярная диаграмма распределения тевлоогэв потока [20[. Кривые (1) и (2) ссстветствуют дскритическсй сбластк сспрстивлення, кривые (2) и (Е)— критичеснсй области сспрстивления, кривая (2) — вакрятическсй области (в данном случае конку критичесвсй сбластя). Кривые получены дла одной стерсяы и симметрично перенесены на другую сторону. До Вен-100 000 максимальные значения теплового потока были зафиксированы в передней (О') и заднеи (180') критических точках, а с минимум теплового потока имел место в окрестности точки (р = 80 .
При170 000 <Вег<426000 и Век=426 000 существовали два других максимума в окрестности (р =115', причем тепловой поток в точ- ГЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ ках максимума почти вдвое превышал тепловой поток в передней критической точке, а задняя половина цилиндра отдавала около 60о4 всего тепла. Гидт [21, 22[ определил местные значения числа Нуссельта гчп, коэффициента давления Ср и коэффициента трения су для неизотермического цилиндра и исследовал влияние уровня турбулентности набегающего потока воздуха (ып)т лоо ао 2Е2 убо 72' Ф и г.
10. Местный тепловой поток от поверхности цилиндра при различных числах Рейнольдса [22]. — поток са демпаирующей решеткой; — — — поток еа проволочной сеткой, Ке = 213 ООО 1нормальпмй поток в трубе). е — угол, отсчитываемый от передней критической точки. на местную теплопередачу и поверхностное трение в интервале чисел Рейнольдса 70 800 ( Кел ( 219 000. Так как точность экспериментальных данных [21[ вызывает сомнения [22) в связи с трудностями калибровки трубок полного давления, расположенных на поверхяости, рассмотрим только результаты испытаний [22[, отражающие влияние уровня турбулентности набегаклцето потока. Переход ламинарного течения в турбулентное, по-видимому, происходит при Кел =- 167 500.
На фиг. 10 видно, что все кривые теплового потока, за исключением одной для ламинарного течения при Кел = 99 300, имеют два максимума и два минимума. Можно заметить также (фиг. 10), что положения минимумов теплового потока гр ж 85' и ср ж 145' совпадают с точкой отрыва ламинар- у ° ГЛАВА Хг ного потока и с началом роста давления в турбулентном потоке. Максимум теплового потока имеет место при 1р ж 110' и совпадает с точкой отрыва турбулентного потока при отсутствии теплопередачи. Из фиг. 10 также видно, что при сравнимых величинах скорости набегающего потока местный коэффициент теплоотдачн б 18 ке Ф и г. П. Местный тепловой поток в задней критической точке цилиндра, обтекаемого потоком воздуха (81.
Обозначение Ын(ко ГЗ Загроножление сечения трубы Источник 0,188 0,130 0,111 о,ооо 0,254 0,204 0,163 О,136 116] 1181 1111 1201 х о + в критической точке при установке проволочной сетки приблизительно на 25% больше, чем аа решеткой. Значения числа Нуссельта в задней критической точке, полученные в работах Нб, 18 — 201, представлены на фиг.
11, Интенсивность турбулентности в этих испытаниях была самой низкой и, как ожидалось!81, число Нуссельта пропорционально числу Рейнольдса в степени в/3 (фиг. 11). Однако для результатов, полученных различными исследователями, величины постоянных множителей совершенно различны и не соответствуют идеальным значениям вследствие влияния стенок, сжимаемости, турбулентности набегающего потока, переменной температуры коверхности и т. д. При постоянном числе Рейнольдса число Нуссельта растет с увеличением загромождения сечения трубы, а сжимаемость влияет на запаздывание перехода или увеличение устойчивости ламинарного пограничного слоя.
ТЕПЛОВЫВ ЯВЛВНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТВЧЕНИЯХ Эксперименты и немногочисленные теоретические исследования показывают, что рост интенсивности турбулентности набегающего потока при больших числах Рейнольдса вызывает значительное увеличение числа Нуссельта, в то время как при малых числах Рейнольдса этот эффект пренебрежнмо мал (23). 2.2.2.
Тел отдача от поверхности кругового цилиндра при малых числах Рейнольдса Эккерт и Зонген!24) наблюдали изотермы с помощью ннтерферометра Маха — Цендера при малых числах Рейнольдса (от 20 до 500) в области ламинарного течения. Они измерили также местные числа Нуссельта на поверхности круглых сплошных медных цилиндров диаметрами 12,7, 25,4 и 38 1 мм и длиной 229 мм, иагреваемых перед экспериментом.
На поверхности нагретого тела прн малых числах Рейнольдса формируется тепловой пограничный слой значительной толщины. Изотермы, наблюдаемые около цилиндра и за ним, показаны на фиг. 12. Видно,что с ростом числа Рейнольдса толщина теплового слоя уменьшается и точка отрыва смещается вниз по потоку. Прн малых числах Рейнольдса след весьма устойчив и более заметна асимметрия относительно направления течения (слева направо), вызванная свободной конвекцией. Переход происходит при Ве„= 1600 (фиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
