ної і неізотермічної системах передбачає існування рівності
.
Тому для того, щоб критерій S в неізотермічних умовах відбивав вплив доцентрових сил на явище з урахуванням неізотермічних потоку, він має визначатися в загальному вигляді за формулою:
. (3)
Знак плюс (+) відповідає нагріву середовища; знак мінус (-) - охолодженню.
Таким чином, для опису процесу конвективного теплообміну в розглянутій завданню може бути використано рівняння
. (4)
Аналіз критерію S з використанням результатів досліджень аеродинаміки циклонних камер і створеної на їх основі методики аеродинамічного розрахунку дозволив встановити, що він може бути замінений на число Рейнольдса Re П†m , розраховане за максимальної обертальної швидкості в робочому обсязі циклонічної камери w П†m . Цей зв'язок визначається рівнянням
(5)
Тут,
де ОЅ m - коефіцієнт кінематичної в'язкості середовища в точці, де обертальна швидкість дорівнює максимальній; D = D (О· я , В) - безрозмірний комплекс, що залежить від аеродинамічних характеристик потоку; - безрозмірний радіус осесимметричного ядра потоку (r Я - радіус ядра потоку; r Ц - радіус циліндра; r П† m - радіус, який визначає положення w П†m ); - безрозмірний параметр.
Величини О· Я , У залежать від основних геометричних параметрів циклонічної камери і можуть бути розраховані, або визначені за експериментально знайденому профілем обертальної швидкості в об'ємі камери. Значення D залежно від О· Я , У наведені в табл. 1 [1]. p> Заміна S на Re П† m дає певні переваги в обробці дослідних даних і використання отриманих рівнянь подібності, так як в число Рейнольдса входить величина w П† m , обумовлена ​​за методикою аеродинамічного розрахунку циклонних камер. Максимальна обертальна швидкість циклонного потоку для розглянутої задачі є фактично швидкістю потоку, що набігає, яка зазвичай приймається в якості характерної у зовнішніх завданнях конвективного теплообміну. ​​
Таким чином, виконаний аналіз показав, що обробка досвідчених даних по тепловіддачі циліндра в закрученому потоці може проводитися у вигляді кореляційної залежності
, (6)
де A, m, n - постійні коефіцієнти, що визначаються з досвіду.
Зауважимо, що величина коригуючого коефіцієнта, що враховує вплив неізотермічних при прийнятому методі обробки дослідних даних, дорівнює
, (7)
В умовах дослідів величина k ОІ зберігається приблизно постійною і рівною 0,885 (вплив коефіцієнта на розрахункові рівняння невелике і зменшується з пониженням показника n).
У ряді випадків становить інтерес використовувати в рівнянні (6) не сам комплекс D, а замінять його простіші характеристики, обумовлені методикою аеродинамічного розрахунку циклонних камер. Зокрема хороші результати дає використання коефіцієнта крутки в ядрі потоку Оµ Я :
,
де W П† Я - лінійна обертальна швидкість на радіусі r Я визначальному кордон ядра потоку.
2. Опис експериментальної установки і методики вимірювань
Дослідницька частина роботи виконується на спеціальному експериментальному стенді. Циклон-вихрова камера (рис. I) являє собою гладкостінних вертикальну металеву модель внутрішнім діаметром D К = 2R К = 310 мм.
Введення повітря в камеру здійснюється тангенціально розташованими до внутрішньої поверхні її робочого об'єму вхідними каналами (шліцами) 6 з двох діаметрально протилежних сторін. Ширина прямокутних шліців (сопел) l ВХ і їх висота h ВХ можуть змінюватись спеціальними вкладишами. При цьому відповідно змінюється і сумарна площа входу потоку, де - число вхідних каналів. Відведення газу з моделі здійснюється через плоский торець з круглим осесиметричним вихідним отвором, безрозмірний діаметр якого може змінюватися в діапазоні від 0,2 до 0,6.
Схематичний креслення циліндра - калориметра наведено на рис. 3. Довжина калориметра - 400 мм, товщина стінки робочої ділянки - 2 мм. Зовнішній діаметр циліндра-калориметра при проведенні дослідів може змінюватися від 45 до 140 мм. Верхній торець робочої ділянки калориметра теплоізольований текстолітових диском, нижній - охоронним ділянкою.
Принципова схема теплових вимірювань наведена на рис. 4.
Як видно з рис. 4, гріючийпар з електрокотла через електричні основної та виносної пароперегрівники по підвідної трубці надходить у робочу ділянку калориметра. Для виключення можливості попадання в калориметр рідкої фази на вході пари в робочий ділянка підтримується і безперервно контролюється протар...
