Адиутори Е.Ф. - Новые методы в теплопередаче (1062108), страница 24
Текст из файла (страница 24)
5 представлена корреляция результатов, полученная на этой основе, и такой способ представления данных является наилучшим для рассмотрения влияния различных параметров системы. Например, наилучшей для данного массового расхода охладителя является наименьшая высота щели, поскольку при постоянном значении х и фиксированном расходе охладителя О л эффективность охлаждения изменяется пропорционально ~ 4 в той области, где применим степенной закон.
Естественно, максимальная эффективность достигается при (6.21) С 0,9 С,„". Другими словами, в соответствии с корреляционными соотношениями (6.19) или (6.20), высота щели должна быть как можно меньшей, но эксперимент этого не подтверждает, т.е. при наименьшей высоте не обеспечивается наилучшее охлаждение при заданном расходе охладителя. Эксперимент показывает, что оптимальным значением л является любое значение л, которое удовлетворяет соотношению (6.21), Конеенянл и менад размерносией 131 однако этому соотношению не удовлетворяет минимально возможное значение е. Другими словами, корреляция и эксперимент не согласуются при оценке влияния высоты щели на эффективность пленочного охлаждения, по крайней мере при оценке оптимальной величины е. При определении оптимальной высоты щели следует полагаться на эксперимент, а не на корреляционные зависимости (6.19) и (6.20), записанные в безразмерном виде.
Относительно э ффективности пленочного охлаждения при М> 1 Себан отмечает: "Увеличение эффективности с возрастанием массовой скорости вдува прекращается при величинеотносительной массовой скорости вдува порядка 0,9 (фиг. 3). При больших ее значениях эффективность практически постоянна до М = 1,1, а затем начинает уменьшаться... На фиг. 10, б показано, что при более высоких массовых скоростях вдува (М> 3) эффективность все еще имеет тот же порядок, как и при М = 0,6". Себан указывает, что корреляция результатов, полученных при М>1, в виде ч( н/Ме) неудовлетворительна. Поэтому он использует другие безразмерные комплексы и приводит результаты в безразмерном виде на фиг. 11, откуда следует, что существуют различные режимы течения на малом и большом расстоянии от щели.
Себан предлагает корреляцию (12) для обобщения экспериментальных данных на большом расстоянии от щели, где справедлив степенной закон. Представление данных по пленочному охлаждению Обработанные экспериментальные данные по пленочному охлаждению должны содержать подробное описание геометрии системы, а также значения массового расхода охладителя, его температуры и давления; значения массового расхода основного потока, его температуры и давления; Т (н). К сожалению, я не смог найти в литературе ни одной статьи, в которой описание результатов исследований пленочного охлаждения хотя бы приближалось к этой крайне желательной форме, несмотря на то что ни один исследователь (и это совершенно очевидно), не 132 Глана 6 должен публиковать свои результаты и приводить корреляционные зависимости без подтверждающих данных — единственного доказательства того, что результаты надежны и их можно с уверенностью испольэовать.
По моему мнению, ни один журнал и ни один редактор не должны даже рассматривать вопрос о публиковании статьи с описанием экспериментальной работы, не содержащей обработанных данных в табличной форме и ссылок на доступные документальные материалы с исходными данными. Чтобы немного отвлечься, вспомним, как в начале ХХ в. весь мир был взволнован, услышав о том, что человек скоро сможет летать в аппарате тяжелее воздуха, послушном его воле, а не находящемся во власти ветров. Университеты и институты всего мира изучали и публиковалц все, что относилось или могло относиться к решению этой проблемы. Братья Райт были первыми из тех, кто решил эту трудную задачу, и поэтому вполне уместны следующие вопросы: Какую помощь оказала им научная литература того времени? Объединили ли они вместе части проблемы, решение которых уже было известно из публикаций, или первые решили отдельные вопросы, а затем обьединили их, независимо от содержания существующей научной литературы? Лучший ответ на эти вопросы содержится в словах самих братьев Райт.
"Сначала мы безоговорочно верили существующей научной информации, но затем стали сомневаться то в одном, то в другом. Наконец, через два года мы все отбросили и решили полагаться на собственные 'исследования. Достоверные и ошибочные данные всюду так тесно переплетались, что были неразличимы". Если бы у кого-нибудь нашлось время для ознакомления с научной литературой, опубликованной на рубеже двух столетий, то он нашел бы, что научные данные были не то чтобы ошибочными, а скорее просто отсутствовали (литература так была насьппена размерными и безразмерными комплексами, что, по существу, она не содержала никаких данных). Это положение по-прежнему господствует и сейчас (1973 г.), более чем через 300 лет после открытия Галилеем важности экспериментальных данных. Вернемся снова к пленочному охлаждению. Результаты обычно преобразуются в безразмерные комплексы и представляются в виде графиков в логарифмических координатах, подсказанном степенным Конвенция и менад размерносией 133 характером зависимостей, которые в свою очередь получены в априорных аналитических исследованиях.
Очень редко безразмерные комплексы бывают представлены в виде достаточно подробных таблиц, хотя бы для определения ч(х, М, е), т.е. обычно табличные данные либо неполные, либо параметры так сгруппированы, так запутаны, что очень трудно или совершенно невозможно их однозначно разделить, чтобы определить влияние каждого. Итоги обзора старых методов исследования пленочного охлаждения Общепризнано, что для режима, характеризуемого низкими скоростью и температурой основного потока, массовой скоростью вдува, меньшей, чем массовая скорость основного потока, малой разностью температур основного и охлаждающего газа и щелевым способом подвода охладителя, важнейшими параметрами являются М, х и в, т,е.
эти параметры влияют на величину эффективности и пленочного охлаждения и в значительной степени определяют ее, Также общепризнано (или скорее было общепризнано в начале шестидесятых годов), что в упомянутых выше условиях экспериментальные данные хорошо обобщаются выражением ч = а(х/Ъ) (1/М) (6,22) причем часто ь = е, а это позволяет представить выражение (6.22) в простом виде ч = а(к"Ме) ° (6.23) С другой стороны, признано, что возможна более точная корреляция и нужны более качественные эксперименты и большее число безразмерных параметров.
Кроме того, эти корреляционные соотношения применимы только на большом расстоянии от щели, а на близком расстоянии от нее требуется другое соотношение. Критическая оценка старых методов исследования пленочного охлаждения Мне хотелось бы пояснить, что я не допускаю мысли о некорректном использовании старых концепций при исследовании пленочного охлаждения. Я отлично сознаю, что Вигхарт, Себан, Хартнет, Бирке- 134 Глава 6 бак и Эккерт являются широко признанными авторитетами в старой теории теплопередачи и что они компетентно используют старые концепции и методы. Они яравильяо применили метод размерностей и провелм априорные аналитические исследования, иравильхо васям различные режимы и степенные законы.
Но в то же время, я полагаю, что яравкльиое применение этих старых методов, приводит к существенно неверным ревульмаиам, поскольку они имеют либо очень малое отношение к действительности, к действительному характеру явления, известного под названием "пленочное охлаждение", либо не имеют к нему никакою отношения. Такие результаты порочат методы, с помощью которых они получены. Они позволяют сделать вывод, что подобные методы бесполезны, и от них следует отказаться в новой теории теплопередачи и соответственно в инженерной практике.
Например, Хартнет и др. получили универсальную корреляционную зависимость наоаюванимреэультатов исследований при постоянных значениях массового расхода и температуры основного потока, массового расхода охлаждающей жидкости, высоты и геометрии щели, используя старые методы на совершенно законном основании, поскольку в приложении в значительной степени априорно было сделано заключение о том, что важным параметром является комплекс х/Мв.
В связи с этим они проводят измерения при различных значениях "важного параметра х/Мв" и не рассматривают влияние несущественных физических параметров. После того как на основании предварительного анализа "без колебаний" была признана важность параметра х/Мв ("логической группировки переменных"), поскольку априорное аналитическое исследование было основано на предположениях, которые не были ни неполными, ни неправильныьш, уже не было необходимости менять параметры х, М и в, чтобы определить влияние каждого на ч. Нужно было только менять х/Мв любым наиболее простым способом.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
