точки. Можна бачити, що спочатку, як і при ламінарному обтіканні пластини, локальне число Нуссельта знижується в міру віддалення від передньої утворює циліндра, але потім воно різко зростає при переході течії від ламінарного до турбулентному і знову знижується в області турбулентного прикордонного шару. Однак в задній частині циліндра в області відривної течії число Нуссельта знову зростає. При двох найнижчих значеннях числа Рейнольдса (70000 і 100000) відрив відбувається до початку переходу від ламінарного режиму течії в прикордонному шарі до турбулентного. При цьому мінімальне значення коефіцієнта тепловіддачі досягається приблизно в точці відриву.
У звичайній інженерній практиці не обов'язково розраховувати локальні значення числа Нуссельта, а достатньо знати середнє значення коефіцієнта тепловіддачі. Середнє число Нуссельта a c D/l можна представити залежно від числа Рейнольдса rw 8 D/m необуреного потоку і числа Прандтля C p m/l , причому ця емпірична залежність аналогічна раніше отриманої для течії в каналах, з тією лише різницею, що характерним розміром в числах Рейнольдса і Нуссельта для циліндра і сфери є зовнішній діаметр тіла D. Для газів і звичайних рідин середній коефіцієнт тепловіддачі при обтіканні одиночного циліндра можна розрахувати за формулою
, (2.6)
де w ВҐ - швидкість набігаючого потоку, а значення коефіцієнта З та показника ступеня n для різних інтервалів значенні Re D наведені в таблиці 2.1.
В
Кутове відстань від критичної точки q
Малюнок 2.3. -Число Нуссельта залежно від кутової координати при поперечному обтіканні циліндра.
В
Таблиця 2.1 - Значення констант у формулі (2.6)
Re D, f
C
n
0.4-4
0.989
0.330
4-40
0.911
0.385
40-4000
0.683
0.466
4000-40000
0.193
0.618
40000-400000
0.0266
0.805
Всі фізичні властивості у формулі (2.6) слід визначати при среднеарифметическом значенні температур поверхні і рідини. Значення З і n при обтіканні циліндричних тіл з некруглими поперечними перетинами наводяться й таблиці 2.2.
У роботі отримана наступна проста апроксимаційна формула:
= 2 + (0.4Re D 1/2 +0,06 Re 2/3 ) Pr 0.4 (m ВҐ /m s ) 0.25 , (2.7)
яка справедлива при 3,5 D <8 . 10 4 і 0,7 <Рr <380. Всі фізичні властивості, за винятком m s , в цій формулою слід визначити при температурі набігаючого потоку.
В
Таблиця 2.2 - Значення констант у формулі (2.6) для розрахунку теплообміну при поперечному обтіканні циліндричних тіл з некруглим поперечним перерізом
Форма поперечного перерізу
Re D, f
C
N
V d
5 . 10 3 - 10 5
0.246
0.588
V d
5 . 10 3 - 10 5
0.102
0.673
V d
5 . 10 3 - 1.95 . 10 4 1.95 . 10 4 - 10 5
0.160 0.0385
0.638 0.782
V d
5 . 10 3 - 10 5
0.153
0.638
V d
4 . 10 3 - 1.5 . 10 4
0.228
0.731
В
При обтіканні сфер рідким металом коефіцієнт тепловіддачі можна розраховувати за формулою:
= 2,0 +0,386 (Re D Pr) 0.5 , (2.8)
В
сп...
