ТЕПЛООБМЕН НА РЕГУЛЯТОРАХ РАСХОДА ГАЗА

Конвективный теплообмен на регулирующих расход элементах определяют, как правило, экспериментально ввиду трехмерного характера, обтекания, наличия зон отрывного течения, влияния турбулентности потока и других факторов.

Сравнение данных по теплообмену на оси вращения регулятора с теплообменом на цилиндре в неограниченном потоке при Re_d=4,26*10 показывает, что наблюдается некоторое качественное совпадение в распределении чисел Нуссельта по поверхности цилиндра и регулятора. Максимальные значения коэффициентов теплообмена на регуляторе превышает эти значения на цилиндре примерно на 40% (рис. 5.16).

Интенсификация теплообмена в критической точке регулятора вызвана влиянием турбулентности ядра потока: на слоистое течение в пограничном слое накладываются пульсационные составляющие внешнего течения, и происходит дополнительный перенос импульса и теплоты на стенку [40]. Турбулентность ядра потока характеризуется интенсивностью

и продольным интегральным масштабом L_T — ,где R — корреляционная функция.

П. Кубешом получено выражение поправочного множителя, учитывающего влияние интенсивности и масштаба турбулентности набегающего на цилиндр потока на теплообмен в критической точке:

;

.

Обобщение критериальных зависимостей для расчета значений поправочного множителя к теплообмену в окрестности критической точки в плоских и осесимметричных течениях выполнено в работе С.С. Ченцова*. Определяющим в интенсификации теплообмена выбран критерий

,

где = dU_ejdx; _о — толщина пограничного слоя в критической точке при Ти =0.

Установлено, что существует критическое значение =0,5...0,8 и при _T< отсутствует интенсификация теплообмена (К_Ти=1). Предложены зависимости для практических расчетов

К_Ти=1; < 0,64;

К_Ти =1+0,254 ( _т-0,64; = 0,64-3,0;

К_Ти = 0,8 ;; >3,0.

*ЧенцовС.С. Влияние турбулентности на теплообмен в окрестности крити­ческой точки // МЖГ, 1983, № 6. С. 52-59.

Рис. 5.16. Теплообмен на цилиндре в свободном потоке