Местная теплоотдача при средних числах Рейнольдса часть 4

Проследим, как изменяется местная теплоотдача на поверхности трубы в шахматном пучке по его рядам при средних Ref (рис. 2.9). В первом ряду пучка (кр. 1) местная теплоотдача по всей поверхности трубы меньше, чем во втором и глубинном рядах. Рост турбулентности потока от первого до глубинного рядов является основным фактором, увеличивающим теплоотдачу трубы. Начиная с третьего ряда теплоотдача стабилизируется.

Как видно, при течении потока через первые ряды пучков основную роль играет турбулентность, создаваемая первым и вторым рядами, а разница в местной теплоотдаче третьего и четвертого рядов находится лишь в пределах погрешности измерений. В глубинных рядах коридорных и шахматных пучков характер теплоотдачи различен, особенно в лобовой части труб.

Отметим особенности теплоотдачи в глубинных рядах коридорных и шахматных пучков при разных числах Рейнольдса. В данной области теплоотдача увеличивается в результате перехода ламинарного режима течения в турбулентный, а при ф=150° - вследствие отрыва турбулентного пограничного слоя.

Местная теплоотдача в глубинном ряду коридорных пучков изменяется несущественно. Максимум а/а находится в месте соударения потока с трубой, начиная от которого а/а уменьшается. В области перехода ламинарного пограничного слоя в турбулентный (ф= 100-115°) и отрыва турбулентного пограничного слоя а/а увеличивается. Соотношение между минимальным и максимальным значениями а/а в коридорных пучках составляет приблизительно 2,5, что показывает на большую неравномерность тепловой нагрузки трубы при средних числах Рейнольдса.

Как показали проведенные исследования, при безградиентном течении ламинарного пограничного слоя турбулентность внешнего потока не вызывает увеличения местного коэффициента теплоотдачи. Но при градиентном течении даже незначительная турбулентность (1-2 %) внешнего потока приводит к повышению местной теплоотдачи на 40 - 60 %.