Аэродинамика и теплообмен конической пристенной струи тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

РГ6 од

, , ргйгаистеротво Народного Образования Рвспубдака Казахстан | .¡.'л!

Казахский Государственный Национальный Университет им.Лль-ФараОа

На правах рукописи БЕРДлБДЕВ Мансур Сейдахивтович

Азродинаинка и теплообмен конической пристенное I

□1.04.14 - Теплофизика и молекулярная физика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Алматы - 1993

Работа вьщолне»а в Казах оком Государств е ином Национальном Университете им.Аль-Фараби. •

Научный руководитель - кандидат физико-математических наук, профессор С.И.Исатаев

Официальные оппоненты: доктор тетическш наук, профессор

К.Е.Дашутвштин

кандидат физико-математических наук, доцент С.Ф.Лучинскиа

Ведущая организация! Казахский научно-исследовательский Институт Энергетики им.Ш.Ч.Чокина

Засдата диссертации соотоится "IV М.ал 1993 р. в 15 часов на заседания специализированного Совета К 058.0108 в.Казахском Государственном Национальном Университете им.Аль-Фараби по адресу: 480012, Алматы, ул.Теле Вн, 95, Физический факультет, КазГНУ, ауд.212

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан " № " дпрелА_19ЭЗ Г.

Учений секретарь специализированного Совета, кандидат физико-математических наук, доцент

Аскарова А.С.

Общая характеристика работы.

Применение полуограниченных струйных течений в химическом машиностроении, топочной технике, а также для . охлаждения камер сгорания различных устройств вызвало повышенный интерес специалистов в соответствующих исследованиях. В последнее время становятся все более актуальными исследования турбулентного обмена в полуограниченных струях и потоках, в связи с перспективой применения их результатов для очистки приземного воздушного бассейна.

В имеющихся работах рассматривались закономерности аэродинамики и теплообмена при продольном обтекании струей плоской пластины, цилиндра и шара, для которых выявлены основные закономерности течения.

Одной из разновидностей полуограниченных течений является струйное обтекание круглого конуса, ' изучению которого посвящено совсем немного работ. Большинство имеющихся теоретических работ рассматривают, в основном, сверхзвуковое обтекание конуса или обтекание конуса ламинарной струей, где допустимы определенные пренебрежения. Экспериментальные работы ограничиваются рассмотрением случая, когда струя распространяется в сторону основания конуса и в целом не раскрывают полной картины полуограниченных струйных течений. Практически отсутствуют работы по изучению закономерностей сходящейся конической и радиальной полуограниченных струй. В то же время, изучение аэродинамики и теплообмена полуограниченной струи, распространяющейся вдоль конуса, как в сторону основания, так и в сторону вершины даэт возможность подойти к решению задач пристенного турбулентного т^яения, поскольку вопрос об обтекании конуса обобщает большой класс задач струйного обтекания поверхностей различной геометрии.

На основании этих суждений в данной работе Сила поставлена следующая задача.

Цель робот.

1. Подробное и систематическое исследование полей средних и пульсэциошшх значений скорости в турбулентной полуограниченной струе, распространяющейся по поверхности конуса и диска при различных значения угла раскрытия " , параметра поперечной кривизны Бг и числа РеЯлольдса Не,., как в расходящейся, так и в сходящейся

струе. Выявить основные закономерности физических явлений, происходящих в пограничной слое.

2. Качественное и количественное исследование влияния геометрии обтекаемой поверхности, направления истечения струй и акустического воздействия на процесс вихреобразования в начальной участке и развитие турбулентности в переходной и основной участках полуограниченной струи, распространяющейся по поверхности гладкого конуса и диска с помощью фотографирования картины течения и непосредственного измерения термоанеыометрическим зондом.

3. Подробное экспериментальное исследование влияния числа Рейнольдса, параметра поперечной кривизны и угла раскрытия конуса на местные коэффициенты теплообмена в расходящейся и сходящейся турбулентных полуограниченных струях, распространяющихся по поверхности конуса и доска.

4. На основе полуэмпирического расчета и анализа экспериментальных данных получение обобщающих зависимостей, связывающих максимальную скорость и толщины пограничного слоя с продольной координатой, учитывающие влияние числа Рейнольдса, угла конусности, направления истечения и параметра поперечной кривизны, пригодных для практического расчета полуограниченных струй.

5. Получить обобщающие эмпирические зависимости в критериальном виде для расчета местного коэффициента теплоотдачи при струйной обтекании пластины, цилиндра, конуса и диска.

Научная, новизна и практическая ценность результатов исследования. В работе представлены результаты подробных измерений полей средних скоростей и ее пульсационных составляющих в полуограниченных конической и радиальной струях в начальном, переходном.и основной участках течений, при характерных комбинациях параметров: направление истечения струи, угла конусности, числа Рейнольдса и параметра поперечной кривизны.

Впервые исследованы закономерности развития пограничного слоя в сходящейся струе, распространяющейся по поверхности конуса и круглого диска. Выявлено, что профили скорости в пристенком пограничной слое непрерывно деформируются с удалением от сопла и становятся автомодельными в основном участке. Экспериментально установлено, что профили скорости для расходящейся струи являются болев зеполненныии, чем в аналогичных сечениях в сходящейся струе.

Обнаружен нелинейный рост толщины пограничного слоя в сходящихся конических и радиальных струях.

Впервые изучена вихревая структура течения в начальной и переходном участках кольцевой полуограниченной струи, распространяющейся вдоль конуса и установлена зависимость частоты образования крупномасштабных вихрей от числа Рейнольдса.

Впервые подробно измерены местные коэффициенты теплообмена конуса и диска, как в расходящейся, так и в сходящейся струях. На основе опытных данных получены обобщающие зависимости для расчета местного коэффициента теплообмена, учитывающие влияние параметра поперечной кривизны, угол раскрытия конуса и направление истечения струи.

Полученные результаты исследования полностью раскрывают картину физических процессов, происходящих в полуограниченной радиальной струе и струе, распространяющейся по поверхности прямого круглого конуса. Полученные полуэмпирические зависимости обобщают большой класс полуограниченных струйных течений и могут быть использованы для расчета параметров струй, распространяющихся по поверхности конуса, диска, . цилиндра и пластины. Авщар пащпщгш:

- комплекс экспериментальных данных по. исследованию аэродинамики и теплообмена полуограниченной радиальной струи и струи, распространяющейся вдоль боковой поверхности конуса в широкой области изменения числа Рейнольдса, параметра поперечной кривизны, угла раскрытия и частоты акустического воздействия!

экспериментально' установленные закономерности развития пограничного слоя (как внутреннего, так и внешнего) с переходом из ламинарного режима течения в турбулентный, изменение максимальной скорости и толщины пограничного слоя вдоль струи, а также местного коэффициента теплообмена в зависимости от угла раскрытия конуса, направления истечения струи и параметра поперечной кривизны;

- полученные на основе интегральных соотношений полуэмпирические формулы для расчета максимальней скорости, толщины пограничного слоя и эмпирические формулы для местного коэффициента теплообмена при обтекании конуса, цилиндра, пластины и диски полуограниченной струей.

Работа выполнена в научно-исследовательской лаборатории теплообмена и горения Казахского Национального Университета ин.Аль-Фараби в 1982-1992 гг. и является частью исследований, проводимых по теме "Тепломассообмен и горение в неоднородных средах" Шифр темы: 1.9.1.8 и 1.9.1.4. Номер госрегистрации - 81096331. Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на XXIII Сибирском теплофизическом семинаре, г.Новосибирск, 1984 г.; на УШ и IX Республиканских межвузовских конференциях по математике и механике, г.Длматы, 1984 и 1989 годы; на Международной форуме по тепло-массообмену, г.Минск, 1988 г.; на Всесоюзной школе-семинаре по гидродинамической устойчивости и турбулентности, г.Новосибирск, 1989 г.; на конференциях молодых ученых и специалистов КазГУ им.С.М.Кирова, г.Алната, 1989 и 1990 гг.

Объел работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы из 93 наименований и приложений. Работа изложена на /2? машинописных листах, включая 57-иллюстраций, 2. таблиц и приложений.

Кратное содержание диссе[тацш.

Во введении обосновывается актуальность теш, определены цель и основные направления исследования, сформулированы результаты, отраь-аюпрш новизну и практическую ценность работы, перечислены положения, которые автор выносит. на згнциту, коротко излагается структура диссертационной работы.

Первая алава представляет собой обзор литературы по тематике диссертационной работы. Последовательно рассматривается работы, посвящешше исследованию аэродинамики я теплообмена плоской прпстеннй струи, струи вдоль круглого цалиадра и полу ограниченной струи, распространяющихся по поверхности конуса и диска. Основной приоритет дян тем работа«, в которых экспериментально и теоретически изучены средние и пульсацаошще характеристики азрсдиншжки, в танго теплообмен полу ограниченной струн, где дай! обобщайте формулы дли изменения какешальпой скорости, гарши струи и коэффициента теплообмена вдоль обтекаемой поверхности.

Во второй а «обе даыгоя спасание эжяшрайидп-ып.кой уотаковки дяк исследовшвш дмягшячасках в тепловых характеристик пристенной струи, распространиться ыо поверхности кснусг с диска, иатода:!! изларакг»

полей давления и скоростей, местного коэффициента теплоотдачи пристенной струи. Схема экспериментальной установки для измерения средних характеристик приведена на рис.1. Воздух подавался

вентилятором I в ресивер 3 с выравнивающими сетками 4, и истекал из сопла 5 вдоль конуса или диска б в покоящуюся воздушную среду. Сопло, профилированное по формуле Витошинского, обеспечивало равномерный профиль скорости на его выходе. Сопла, изготовленные из оргстекла, дюралюминия и стали, имели степень подаатия от 20 до 45. В качестве рабочих тел использовались круглый диск и конусы, изготовленные из дюралюминия с тщательно отполированной поверхностью. Углы раскрытия конусов составляли 1,62 ; 15,00 ; 30,00 ;90,00 . Протяженность измерительного участка простиралась до 500 мм. Параметр Зг =■ регулировался продольным перемещением

конуса вдоль оси сопла, а также использованием сопла различных диаметров.

Для исследования турбулентных процессов струи в работе использована система термоанемометрической аппаратуры, разработанной в НИЛ теплообмена и горения КазГУ им.Аль-Фараби. Для визуального исследования рабочий участок установки помещалсся в поле зрения теневого прибора ИАБ-^Ы. Рядом был размещен комплекс аппаратуры для изучения процессов естественного вихреобразования и акустического воздействия на струю.

Для исследования теплообмена рабочий конус с углом при вершине

<+> --! 5 изготовлялся из дерева с низким коэффициентом теплопроводности. Для нагрева конуса наматывали на боковую поверхность конуса витек к витку медную проволоку диаметром 0,3 мм. При зтом абсолютная высота шероховатости составляла 0,05 мм. По поверхности конуса вдоль его образующей уложены спаи медь-кснстантановнх термопар таким образом, чтобы они оказались под слоем нагревательных витков. Ножду спаями термопар и нагревателем проложена тонкая конденсаторная бумага, исключающая контакт между ними. Частот? расположения термопар составляла в начальном и "иреходном участках струи 5 мм, а в основном участке - Ю мм. Нагрев чек; сп ог-уп°стр,лялся путем пропускания переменного тока через медную обмотку -

Дли определения значения средней скорости в фиксированной г;1'пользовалась микротрубкэ Пито ' полного н?»!эря с внешними

-ö-

размерана наконечника 0,11.1,0 им и толщиной стенки 0,05 шд. Распределение статического давления в сходящейся конической и радиальной струях измерено трубкой статического давления, которвя соединялась через резиновый шланг микрометром ШН-240.

Для измерения пульсациоиных составляющих скорости был использован терноанешметрический датчик толщиной 3-1D шс.

В третьей алабе проведен полуэмпирический расчет пристенных струй увтодоы интегральных соотношений, в результате которого получены зависимости для изиеленил максимальной скорости струи и ов толщины вдоль продольной координаты в виде:

„ Г 4-

[5,6$ Cf {Ц-3!± Г' - к са г

Oos -5,63' fy -z —:-

(1)

(2)

и

где с^ = _. 1 коэффициент

^ jt,'2 поверхностного трений

и - максимальная скорость на оси струн;

х - продольная координата

¿>о.5 - условная толщина струи, соответствующая расстояния от стенки до точки, где и =■ 0,5и|Т1 .

И - радиус основания конуса на срезе сопла

^ - полуугол при вершине конуса.

На рис. 2 и 3 приведены экспериментальные значения профилей скорости как в рвсходягцэйся, так и в сходящейся струе. Изивнеташ сопротивления трения вдоль конической поверхности првдотввяано на рлс.4. Как видно, в начально« участке сходяцзйся струи течение в пристенном слое лаиинарноо и сопротивление трения такое ь.а, кис и при ламинарной слое на пластина (кривая I). В основной учьстке расходящейся струн данные опытов лекзт насколько выше, чем зависимость ^-йо Кривая 2 соответствует коэффициенту местного сопротивления. :<ри сОтекмшя шювтвни* однородный потоков с турбулшшаш пограничный

слоея. Как видно, ксаф$ициент сопротивления в полуограничешгой струя, распространяющейся в сторону вершим конуса оказывается меньше, чем в турбулентном пограничном слое неограниченного потока на пластине. По видимому, это объясняется значительным увеличением толщины пристешгого пограничного слоя и ламинарного подслоя в сходящейся кольцевой струе, и как следствие, уменьшением градиента скорости на стенке.

Изменение максимальной скорости ит и условной толщины струи по длине конической струи для различных значений параметра поперечной кривизны обтекаемой поверхности Зг и угла раскрытия конуса » представлены на рис.5 и 6. Как видно, толщина струи в расходящейся конической и радиальной струе растет линейно с удалением от сопла, причем значение коэффициента пропорциональности в формуле && = сх не зависит от угла раскрытия конуса, тогда как согласно расчету в расходящейся струе толщина струи должна быть в два раза меньше, чем в плоской полуограниченной струе на таком ие расстоянии от сопла. В сходящейся струе вдоль конуса и диска толщина струи растет нелинейно с удалением от сопла. Максимальная скорость струи в сходящейся струе уменьшается медленнее, а в расходящейся струе быстрее, чем в плоской пристенной струе.

На основе расчетных зависимостей (1) и (2) с учетом опытных данных по плоским, цилиндрическим, коническим и радиальным (сходящимся и расходящимся) струям была подобрана следующая полузипирическая формула:

ц. (Х61 Пер (4+0.5!г-СО$и})°'*5

«о - $г- + ¡г^)'1- садику*

где п = /

4 + 0,105г 9 V

Толщина полуограниченной струи, распространяющейся вдоль плоской, т;ялиндрической и конической (расходящейся) поверхностей с точностью 10% описывается зависимостью:

1ЧУГ

(3)

+ т)

П)

т? сходящихся конической и радиальной пристенной струях толщина нтруЧ в основном участке определяется зависимостью:

+ f)

-1Ü-

S ) K/g iintO+ 0,iti6Sr-x/t-cosi^

(5)

где 1„ - полюсное расстояние струи.

В этой ке главе приведены результаты исследования турбулентности в струе, распространяющейся по поверхности конуса и диска (рис.7 и 8). Анализ собственных экспериментальных данных и работ других авторов позволил получить эмпирическую зависимость для описания изменения уровня турбулентности вдоль линии максимума скорости пристенных струй и круглой свободной струи в виде:

Здесь верхние знаки соответствуют расходящейся струе, а нижние -сходящейся струе. Сравнение расчета с экспериментальными данными приведено на рис.7.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования конвективного теплообмена пристенной радиальной струи и струи, распространяющейся по поверхности конуса.

На рис.9 приведены безразмерные коэффициенты теплообмена расходящейся и сходящейся конической и радиальной струй, обработанные в координатах 5t0 Reo 1Г= ) > гДе Sta~ J-/рСр lio

Р - плотность воздуха, С/ - коэффициент теплоемкости воздухе при постоянном давлении. IU - начальная скорость струи.

В диссертации на основе обработки данных автора и других авторов устанавливается влияние начального числа Рейнольдса /?ес — ¿V ¡?Д) введением произведения 5t-a ■ • так как увеличение начальной

скорости струи приводит к уменьшению числа St0 по всей длине струи.

Как видно из рис.9, комплекс St<>-в основном участке плоской пристенной струи и конической струи падает с удалением от сопла. Однако, по дашши графика на рис. 1С", безразмерный комплекс

О ftif /, . ti г, Um-JC I .

(Stw,- pcfiC ' = —JT7B о-н°В!>ои участке плоской струи остается постоянный

(6)

Для того, чтобы выяснить влияние параметра поперечной кривизны п угла раскрытия г.онуса и направления течения на интенсивность теплообмена по сравнению с теплообменом плоской пристешюй струи, вса опытные данные обработаны н представлены в координатах .У^ст' £ет?г5 = £(£/£)■ Результаты обработки представлены на ряс. 10.

Видно, что безразмерный комплекс " Для расходящихся

струй и струи вдоль цилиндра растет с удалением от сопла п по мере увеличения параметров Яг и и, а для сходящихся струй - уменьшается с удалением от сопла. Следовательно, увличние параметра поперечной кривизны 5г , угла раскрытия конуса ш на шггенсивность теплообмена тают зависит от продольной координаты х/Ь , На основе анализа всех опытных данных были подобраны эмпирические зависимости, учитывающие влияние всех этих параметров в виде:

Г ж 1°'"

5

- для цилиндрической и расходящихся струй,

о. 15"

0,090

■{+0, ■ СО5 У^/-

^ 5г • !Сп/ъ>1 ■ Х/6

для цилиндрической и сходящихся струй.

0.«

(8)

На рис.10 сплошные линии соответствуют расчету по формулам (7) и (8).

На рис.11 приведены экспериментальные данные, обработанные п координатах

в о 0,г?

для расходящихся струй,

¿(х/ё).

/а (-?г, <•»->. х/ё> для сходящихся струй.

-12-

/+(о,5 5<.'ЛЗА<*' + (¡,064 С05гсо) ^• Ь*г| ,

Г 1 , /1

1+ {¡^ТспТ^Г^

формулы (.7) и (8) совпадают друг с другом в предельной случае

-- О и описывают теплообмен пристенной струи вдоль цилиндра, а при Вг=° описывают теплообмен пристенной струи, распространяющейся вдоль пластины.

аэродинамику и теплообмен пристенной радиальной струи и струи, распространяющейся по поверхности конуса (как расходящейся, так и сходящейся) в диапазоне параметров + % , /03С /О5,

о 4 5г- 4

Установлено, что безразмерные профили скорости в сечениях основного участка в координата* и!и„, - для всех

рассмотренных режимов являются практически автомодельными. Однако, абсолютные поперечные градиенты скорости в пристенной области растут с ростом параметров и ?г для расходящихся струй а для сходящихся струй уменьшаются по сравнению с градиентов скорости в плоской пристенной струе. В то не время безразмерные профили скорости в иристенной области в координатах {( Ч/б

в сходящейся конической струе более заполнены, чем в расходящейся конической струе.

Показано, что изменение полкой толщины струи по ее -длине происходит одинаково, для плоской, цилиндрической и коническо£ расходящейся струи и подчиняется эависииости и,070-х, в то

время как для сходящейся конической струи ширина струь существенно зависит от параметров поперечной кривизны 5 г , угла расширения конуса и начального числа Рейнольдса.

На основании анализа экспериментальных данных и прибликеннш расчетов получены обобщающие зависимости длн изменение максимальной скорости и 'холвднш пристенной расходящейся I сходящейся конической струи, учитывающие влияние параметр;

Основные выводы

Подробно исследовано влияние геометрии обтекаемой поверхности на

поперечной кривизны 5 г. , угла раскрытия и> а начального числа Рейнольдса, которые описывают также пристенную струю вдоль •цилиндра при плоскую пристенную при ?л = 0.

4. Экспериментальными исследованиями и приближенными расчеташ

,УМЙНЬП1ЯЙТПЯ,

показано, что длина ядра постоянных скоростей ^в расходящейся струе, а в сходящейся конической и радиальной струе увеличивается в зависимости от параметров и ¿г- • В соответствии с этим такие изменяется протяженность области образования и развития когерентных вихревых структур в начальном участке струи.

5, Подробно исследована вихревая структура а развитие турбулентности в расходящейся и сходящейся конической струе. Установлено, что а начальной участке конической струи также образуются дискретные вихревые структуры, измерена частота образования крупных вихрей, изучены возможности управления их интенсивностью с помощью акустического воздействия. Исследовано изменение уровня турбулентности по сечениям и получена обобщенная формула уровня турбулентности вдоль линии максимума скорости, учитывающая влияние параметра Зг , угла и направления истечения пристенной струи.

ь. Подробно экспериментально изучено влияние параметра поперечной кривизны 5г , угла расхождения и направления истечения, а также числа Рейнольдса на мастные коэффициенты теплообмена пристенных конических и веерных струй. Показано, что обработка данных теплообмена в координатах Л/а,, ---- {'(ИеП),) ДОЯ расходящейся

конической' и цилиндрических струи не корректна.

Экспериментальные данные лучие обобщаются в ксордчнатах 51т - и Но влияние параметра поперечной кривизны и угла раскрытия конуса не может быть учтено только коэффициентами, зависящими от параметров и си , а зависит такке от продольной

координаты х .

'С. Особенности аэродинамики для расходящейся и сходящейся конической струй такке сказываются на теплообмене. Из-за этого невозможно обобщать теплообмен для всех видов струйных течений одной универсальной зависимостью.

Получены две обобщающие формулы теплообмена отдельно для расходящихся и отдельно для сходящихся пристенных струй, которые совпадают между собой для струй, распространяющихся вдоль цилиндрической и плоской поверхностями.

Полученные зависимости в пределах точности эксперимента описывают все данные опытов в интервале изменения параметров: - fc^uji, *2", о ^ 5г-4-foo, foicReo<.i0r

Основные результат опубликованы в следующих статьях:

1. йоатаов С.И., Бердибаев М.С., Кунакбаев Т.Ж. Экспериментальное исследование влияния продольного градиента давления, спутности и форму i обтекаемой поверхности на азродинамигсу и теплообмен полуогрэяичежшх струй// В кн.: "Пристенные струйные потоки". - Новосибирск, 1984.- с.24-20

2. Бердибаев М.С. Исследование аэродинамики полуограниченной струи, распространяющейся вдоль конической поверхности// Тез.докл. YIII Гвспубликанской К'смшузовской научной конференции по математике и механике.- Алма-Ата, 13.34.- Часть III - с. 131.

3. Исатаев С.И., Бердибаев М.С. Экспериментальное исследование влияния геометрии обтекаемой поверхности и акустического воздействия на теплообмен при струйном обтекании конуса// Тез. докл. Международного форума по тешю-массообмену.- Минск, 1988.- Часть I - с.60-61.

4. Исатаев С.И., Бердибаев М.С. Экспериментальное исследование турбулентности в полуограничонной струе, распространяющейся вдоль конуса// Тез .д о кл. Всесоюзного семинара по гидродинамической устойчивости и турбулентности.- Новосибирск, 1989.- с.145-146.

Исат'аев С-И., Бврдябаов М.С. Экспериментальное исследование аэродинамики полуогранячонно'й радиальной струи// • Тез.докл.IX Респ.мэжвуз.научной конф. то математике и механике. - Алма-Ата, 1989.- Часть IJI - с.128, <

6. Бердибаев M.U. Экснерямонталкгое ■ исследование . влияния конфигурации обтекаемой поверхности на теплообмен и турбулентность полуограниченной струи, распространяющейся вдоль конуса// Тез.докл. Конференции мол.ученых КазГУ им.С.М.Кирова. - Алма-Ата, 1989.-Чаоть I - е..42.

Исатаев О.И., Бердибаев М.С. Аэродинамика и теплообмен полу"грсниче!шой струи, распространящейся рдоль конуса// В сб.: 'Вопросы тешто-масоообмена" - Алма-Ата, 1989.- с.86 88.

-158. Ьврдилнов м.О. Турбулентная структура струи, распрлпроняющей«, вдоль кснуса/ / В тезисов Чежвуз. конкуренции- чку!*«1 молода/, учя'шх и «Ф»»гар"нгт»>|» К.чзГУ им.Кирова клчг'. .'•т^, 1 >•*> Часть I

- С.':С.

9. Исатчбв I! И., Тарпс«*» 1'.Б., Ььрдабаев И. О И^с-кедованиь ншч-ргнглш'С в - гру.чх, распрост|'гщ<жшоя вдоль конической

тч».рхН'.>"тч> / >'('.: "А'-риллнкччта ч |• мог"

Ал!-' лт'1, ( 'ч ' о. 1"

Рис. ,1. Схема экспериментальной установки

а) - расходящаяся струя; б) - сходящаяся струя

I - вентиляюр, 2 - резиновой сочленение , 3 - успокоительная камера, - выравнивающие сетки, 5 - профилированное сопло, б - рабочее тело - конус или диск

Ù)=+3Q° S a; 0.233 a : 40 м/с

Гпс.2. Профили скорости в расходящей конической струе

О) --30 ÔR'= 0,0223 l¿„ = 50м(с

%

05

OA 0.3

б а)" 30'

5п~ 00223 SO м/с

О-

\ N. Ч ъ

X

•• Л \ • ^Ч X.

V \. \_V Jv _ _ ____ ____ _____

.2 J yß0 0 1 4 Г 8 to 7 г /sу/,

IЛ" шп

я О

/J ■J 4

5 \/о j I 20 ! 30

с£

ф. /Л

ч О ! Л X ■ъ- ! □

40 501 вО 70

Рис.3. Профили скорости в сходящейся иоми«ескоП струе

f s f

j !CH,f

'-s...

\0/

.... (

tí ■

" "f "

* X

oO

A Re ,10~J

1чн;. 4.

,:>!,: мнение оогто'у'лвпе^ип kniivco h платить:

О* 5/? «Д

+ +15° 0,229 50.0

0,М5 50,0

0 45* 0,833 50,0

д •и/ 0,343 50,0

к -/,61' 0,692 50,0

а ■зо• 0,0/8 50,0

-ЯйГ 0,023 50.0

X -399 40.0

Гис.о. Изменение максимальной скорости при различных символы - экспериментальные данные спл.линии - расчет по (3)

во х/8

симб. о о X + 0 д □ в

угол &) -30' -/5° ,+ /5° +30° + 90° -90° 0° 0°

¿р 0,023 0,01,3 0,213 0,231* 0,083 0,010 0 0.19

линии •/.у 8 5 1.5 2.5 6.10 4,5 3.5

тело конус конус конус конус диск диск пласт. цил.

Рис.Р. Изменение максимальной скорогщ г границы струи

об. СО струя

о 0 90 пр. с 5

А 0,294

X -/Г о,озь

+ 0 0 ал.

в 0 0,19 цил

□ +90° 0,036

■•в- -90° 0,0081

0 20 40 60 80 х/в

Рио.'?. Изменение пульсации скорости вдоль линии максимума скорости

1,0

и 08

0.6

д д

// с

О

о Д о

® в -Л

э

о

в Л

*■ А

* д

о

в Л

* а

®0 0-2 <5

о® ¿а

М * "

1_____I

О А 03

[ г: „/;

Л 1-, . и

2.0

\оо. 0) й?

в 0,143

0 190° 0,085

А 90° 0,0037

Т ■30' 0,011

д 0 оо

___„л

X У = 50

и С - 30 м/с

4

Чо

I О

"Г

4-

V а*

д АХ

▼ т

оч

--------А Д Л Л--

д д

А Ь Д.

Д>

▲

'от о ^

% * V7 т v в

10

ад.

1Г ? ЛО

01 из А« & и*. Не. Яъ

• о" 510 о

д 9о° о,о $е кйо 13Л?

А 90" «0 йЩ ¿44 ■{3.1 Го

V -90' о.о/» ЗЙО

т -0О* 5. о СО/5 5Ы рог

л- Уаг" 3,о

0 А'/

о V

V

^д+ -° о

<4 + * о <

>4+ » >

А*

-ь. •

¿•р

Л» Л/^

Рис.9. Местные коэффициенты теплообмена пристенных струй

0$. со Ч/с. лиц.

а + /£■" О.Х<Ю ъо.е /

* г К" О-ЪЪ! го. о 2

д + /5-" О. Р<Г* ъо.о 3

-«- у- 0.441 5 О.О *

v 0 0.8К М.Г ?

V 0 О гоо е

а с. озз Ю-О *

0 - о.оьг. ЪО.0 е

x -90° 0 0/5- ЪО.О

Рис. 10, Местные коэффициенты теплообмена пристенных отруй.

^Ии^.х/е)

0.0&

60 #о 1<оо ау?

Рис. II. Безразмерные коэффициенты местного теплообмена пристенныу. струй, (обозначения те .то, что на рис. 10 )