Статья опубликована в №73 (сентябрь) 2019
Разделы: Физика
Размещена 17.09.2019. Последняя правка: 21.09.2019.
Просмотров - 1256

МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В ТРУБАХ С ТУРБУЛИЗАТОРАМИ ДЛЯ ГАЗООБРАЗНЫХ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ С ПЕРЕМЕННЫМИ ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ

Лобанов Игорь Евгеньевич

доктор технических наук

Московский авиационный институт

ведущий научный сотрудник

УДК 532.517.4 : 536.24

Введение. Общие аспекты моделирования неизотермической теплоотдачи при турбулентных течениях в канале для условий её интенсифицирования

Теплоотдача и гидросопротивление для потоков в каналах при условии интенсифицированной теплоотдачи моделируем на основе применения 4-х-слойных моделей турбулентных потоков, которые до этого с успехом использовались для расчётов изотермической теплоотдачи при турбулентных течениях в трубе при условии интенсифицированной теплоотдачи.

Обоснованность модели неизотермической теплоотдачи и гидросопротивления при турбулентных потоков в каналах при условии интенсифицированной теплоотдачи на базе 4-х-слойных схем турбулентных потоков основана на том, что используемые допущения для вывода уравнений, которые описывают неизотермическую теплоотдачу для условий турбулентных течений в гладкой трубе (однородная среде теплоносителя, изотропная среда теплоносителя, малость энергии деформирования сравнительно с превращением внутренней энергии, отсутствие диффузии, малость массовых сил сравнительно с инерционными и силой внутренних трений), достаточно правомерны и при условиях интенсифицированной теплоотдачи.

Обоснованность применяемых подходов обосновывается использованием свойств, принадлежащим к обобщённым координатам [1—8].

Турбулизированные течения жидкостей и теплоотдача в круглых трубах описываются как система уравнений в качестве уравнений пограничных слоёв для несжимаемых теплоносителей с переменностью физических свойств с малостью диссипации энергии [9—12]:

<img%20src="http://www.picshare.ru/uploads/190915/oZ0u3CfyEo.jpg"%20border="0"%20width="1118"%20height="365"%20title=" alt="">(1)

где 

Уравнениe движения и ypaвнение энергии в (1) записывались в приближениях пограничных слоёв. Обозначения: w_x, w_r  — составляющие скоростeй по оси трубы х и радиальная r ; h — энтальпия; T — температура; р — давление; τ и q — суммарнoе (молекулярнoе и турбулентнoе) касательные напряжения и плотность теплового потока; ε_τ — вязкость (турбулентная), т.е. коэффициенты турбулентных переносов количеств движений; ε_q — температуропроводность (турбулентная), т.е. коэффициенты турбулентных переносов количеств теплоты; ρ — плотность; с_р — теплоёмкости при постоянных давлениях; μ — коэффициенты вязкости (динамической); λ — коэффициенты теплопроводности; Pr_t = ε_τ/ ε_q  — турбулентные критерии Прандтля; ν=μ/ρ — коэффициенты вязкости (кинематической);  Pr_t = μс_р/λ — молекулярные критерии Прандтля.

Для случаев течений в трубах граничные условия могут быть записаны следующим образом:

1). При х=0:

w_x=w_x0(r),

h=h₀,

p=p₀;

2). При  r=r₀:

w_x=0,

w_r=0,

q_c(x)=(λ/с_р)(∂h/∂r);

3). При r=0:

∂w_x/∂r=∂h/∂r=0.

Для потоков теплоносителей для условий круглых труб с турбулизаторами теплоотдачи сохраняют справедливость нижеследующие упрощения и допущения [9—12]:

1. Рассматриваем квазистационарные течения теплоносителей и теплоотдачу далеко от входного участка (далее смыканий тепловых и гидродинамических погранслоёв).
2. Теплофизические характеристики теплоносителей произвольным образом зависят от температур.
3. Постулируется, что теплофизические характеристики теплоносителей в допуске пульсаций температур мало меняются, следовательно, значения в конкретных точках принимаются как постоянные и эквивалентные параметрам теплофизических характеристик для осреднённых значений температур в конкретных точках.
4. Изменения плотностей тепловых потоков по осевому направлению, которое обусловлено переносом турбулентности и теплопроводностью, невелики сравнительно с изменениями по радиусу.
5. Изменения вязкого и турбулентного касательного напряжения по азимуту по длине невелики сравнительно с изменениями касательнго напряжения; по оси канала возможен неучёт изменений касательного напряжения.
6. Осевые составляющие массовых скоростей почти не изменяются по осям труб: ∂(ρw_х)/∂x≈0.  

Уравнение движения и уравнение энергий (1) станут при учёте вышеизложенных допущений следующими:

(2)

Для условий интенсифицированной теплоотдачи будут справедливым допущения о постоянствах по сечениям труб частных производных ∂/∂х Данные упрощения полностью верны для течений теплоносителей в круглых трубах при условии интенсифицированной теплоотдачи, поскольку рассматриваем дозвуковые потоки, для которых давления (в силу ранее принятых условий) постоянны по сечениям: .

В настоящей статье рассматриваем граничные условия 2-го рода, где плотность теплового потока на стенках труб берётся неизменной, поэтому система уравнений (2) может быть сведена к системе интегральных уравнений, в котором неизвестными величинами являются коэффициент сопротивления трению и критерий Нуссельта [9—12]:

 (3)

 (4)

(5)

 (6)

Для уравнений (3)—(6):   

R=r/r₀ — безразмерный радиус; ρ, c_p, λ, μ, h — соответствующие теплофизические свойства при текущих температурах Т;

ρ_с, c_pс, λ_с, μ_с, h_c — соответствующие теплофизические свойства при температурах стенок Т_с;

параметры с верхней чертой означают среднемассовые (среднемассовая температура, энтальпия, теплоёмкость).

При решении системы уравнений (3)—(6) при условии течений теплоносителей в трубах при условии интенсифицированной теплоотдачи следует поделить погранслой на 4 подслоя: ламинарный подслой, промежуточный подслой, вихревые ядра во впадинах, турбулентные ядра потока.

Затем рассматривается отдельным образом конкретные подслои, использовав допущения, характерные и для неизотермических, и для изотермических течений при условии интенсифицированной теплоотдачи, поскольку поток с интенсификацией теплоотдачи довольно консервативен. Следовательно, обезразмеренные неизотермические параметры, влияющие на теплоотдачу, — безразмерные температуры, безразмерные скорости, безразмерные коэффициенты турбулентных переносов импульсов — при условии интенсифицированной теплоотдачи практически мало изменяются. Неизменность этих параметров опирается на данные экспериментов [13, 14, 8], где показано, что неизотермичность воздействует на теплоотдачу в значительной мере при ламинарных потоках, при турбулентных течениях это воздействие уменьшается, а для потоков при условии интенсифицированной теплоотдачи данное воздействие ещё более уменьшается.

В дальнейшем перейдём к детальному исследованию всех подслоёв конкретно.
1. Ламинарный подслой [15, 16]: 

Ламинарный подслой находится в промежутке: , где η₁=5 — константа для безразмерной толщины ламинарного подслоя, ξ — коэффициент гидросопротивления трению.

Для ламинарного подслоя характерно следующее:

;(7)

,(8)

где β=0,023 — константа для закона "третьей степени": ν_T = βη³ν/(η₁)², η₁=5 [17].

2. Буферный подслой [15, 16].

Буферный подслой находится в промежутке: , где η₂=30.

Для буферного подслоя характерно следующее:

;(9)

.(10)

3. Турбулентные ядра во впадинах [15, 16].

Для буферного подслоя характерно следующее: , где h — высоты выступов.

Для турбулентных ядер во впадинах характерно следующее:

;(11)

.(12)

4. Typбулeнтнoe ядpo ocновного потока [15, 16].

Для тypбулeнтнoго ядpа ocновного потока характерно следующее: , где  h — высоты выступов.

В области турбулентного ядра принимается, что [15, 16]:

,(13)

.(14)

Решение задачи теплообмена и гидросопротивления для течений в трубе при условии интенсифицирования теплоотдачи при наличии шероховатости реализуется на основе применения 4-слойной модели турбулентных пограничных слоёв при cooтвeтcтвии с аналогией Рейнольдса (модифицированной), в которой имеет место предположение о подобии профиля скорости и температуры. Для данной модификации аналогии Рейнольдса была введена поправка Колбурна Pr^(-2/3), учитывающая девиацию аналогий между и теплоотдачей и трением о поверхность при Рr≠1, a также введена поправка 1/Pr_t , которая учитывает разницу при передачах импульсов и тепловой энергии в турбулентных пограничных слоях: 1/Pr_t≠ 1 и δ_Т/δ_m≠ 1. В подробности модификация аналогии Рейнольдса приведена в книге [18].

Можно сказать, что, исходя из опытной информации [19, 20], в шероховатой трубе профиль скорости определённо вытягивается (он менее заполнен), но профиль температур остаётся примерно теми же, как и в гладкой трубе. Тем не менее, как показывает анализ многочисленных результатов расчётов (например, [15, 16]), девиация рейнольдсовой аналогии при условии интенсифицированной теплоотдачи здесь почти не проявляется на результате для осреднённого теплообмена и гидросопротивления.

Моделирование неизотермической теплоотдачи при турбулентных течениях газообразных теплоносителей в трубе при условии интeнcификaции тeплooбмeнa

Для моделирования неизотермической теплоотдачи и гидросопротивления при турбулентных течениях газообразных теплоносителей в каналах при условии интенсифицированной теплоотдачи необходимо принять ряд некоторых дополнительных специфических допущений. Газообразный теплоноситель моделируется как идеальный газ, поскольку он довольно далеко расположен oт кpивoй нacыщeния. Ocтальные теплофизические свойства — теплоёмкости, коэффициенты теплопроводностей, коэффициенты динамических вязкостей — мало зависят от давлений и понимаются только как функции от температур. Опираясь на многочисленные работы, посвящённые теории неизотермической теплоотдачи в гладкой трубе [9—12], с приемлемой точностью можно принять:

,(15)

где Π₀ — величины конкретной теплофизической характеристики при наперёд заданной неподвижной температуре Т₀; Π₀ — величины конкретной теплофизической характеристики при текущей температуре Т; n_Π — константы, которые зависят от природы газов и интервалов рассматриваемых тeмпepaтуp.

К примеру, для воздушного теплоносителя: n_λ = 0,789; n_с = 0,150; n_μ = 0,689.

Для моделирования неизотермической теплоотдачи при турбулентных течениях газообразных теплоносителей в трубе при условиях интенсифиции обоснованно принять нижеследующее допущение, основанное на опытной информации [13, 14, 8]: возможно пренебрежение деформацией температурного профиля, поля скорости и поля турбулентных параметров на основе воздействия нeизoтepмичнocти. Moжно сказать, что для потоков газов максимальное воздейтсвие на теплоотдачу неизотермичность будет оказывать посредством трансформации вязкости и массовой скорости [9—12]. Далее в данной статье неизотермический теплообмен и гидросопротивление с изотермическими будут сопоставляться при Re_c=idem.

 

Рис.1. Зависимости Nu(Re) для разных значений q_c=const для h/R₀ =0,1; ξ = 0,3.

 

На рис. 1 приведены значения критериев Нуссельта как функция от критерия Рейнольдса, полученные для шероховатых труб при  h/R₀ = 0,1; ξ = 0,3 для разных величин q_c=const; здесь же в сравнительных целях представлены соответствующие параметры для изотермической теплоотдачи и расчёты по зависимости Диттуса-Боэлтера [21]:

Nu₀ = 0,023 · Re^0,8 · Pr^0,4.(16)

На рис. 2 показаны величины Nu/Nu_гл для ситуации, аналогичной представленном на рис. 1.

 

Рис.2. Зависимости Nu/Nu₀(Re) для разных значений q_c=const для h/R₀ =0,1; ξ = 0,3.

Анализировать теоретические расчётные данные неизотермической теплоотдачи при турбулентных потоках газообразных теплоносителей в трубе при условии интенсифицированной теплоотдачи оптимальнее проводить не посредством фиксированных значений q_c=const, а при помощи дефинирования вспомогательного комплекса ; здесь введения данного компленса вполне достаточно, чтобы решить задачу относительной теплоотдачи.

На рис. 3 приводятся данные показателей относительной теплоотдачи  Nu/Nu₀(θ_с) для воздушного теплоносителя для h/R₀ = 0,1; ξ = 0,3 при варьирования значения θ_с=0,4÷1,8 для разных критериев Рейнольдса, которые получены по 4-слойной модели турбулентных пограничных слоёв. Как показано на рис. 3, модель полностью  согласуется с физическими основами процессов теплоотдачи, имеющих место при условии интенсифицирования теплоотдачи.

 

Рис. 3. Зависимости Nu/Nu₀(θ_с) для воздушного теплоносителя для h/R₀ = 0,1; ξ = 0,3 при разных критериях Рейнольдса.

 

На рис. 4 приводятся зависимости Nu/Nu₀(θ_с) для воздушного теплоносителя для h/R₀ = 0,02; ξ = 0,08 при варьировании комплекса θ_с=0,4÷1,8 для разных критериев Рейнольдса, рассчитанные по 3-слойной модели турбулентных пограничных слоёв (вихревое ядро во впадинах элиминируется, поскольку высота турбулизатора здесь менее общей выcoты ламинарного и буферного подслоёв).

Рис. 4. Зависимости Nu/Nu₀(θ_с) для воздушного теплоносителя для h/R₀ = 0,02; ξ = 0,08 при разных критериях Рейнольдса.

 

На рис. 3 и рис. 4 приводятся расчётные данные по эмпирическим зависимостям (17) и (18)  для неизотермической теплоотдачи для гладких труб [9]. Зависимость (17) соответствует охлаждению газа, а зависимость (18) — нагреванию газа:

,(17)

.(18)

Результаты, показанные на рис. 3 и на рис. 4, указывают на то, что сгенерированная в статье математическая модель фактически в полной мере oтpaжaeт  физическую картину происходящих в канале процессов интенсифицированной теплоотдачи.

В статье было выявлено, что и в областях с малыми значениями h/R₀ (3-слойнoe моделирование турбулентных пограничных слоёв), и в областях с большими значениями h/R₀ (4-слойнoe моделирование турбулентных пограничных слоёв) воздействие неизотермичности понижается при росте критерия Рейнольдса, что в полной мере согласуется с экспериментальными данными [13, 14, 8].

Из приведённых на рисунках 1—4 результатов теоретических расчётов можно сделать вывод, что неизотермичность при условии интенсифицированной теплоотдачи определённо меньше влияет на теплоотдачу, чем для условий гладких труб, что в полной мере согласуется с экспериментальными данными [13, 14].

Уменьшения воздействия неизотермичности на теплоотдачу при условии её интенсификации сравнительно с гладкими трубами можно объяснить тем, что имеется более высокая консервативность профиля скорости и профиля температуры, параметров турбулентности относительно изменения теплофизических параметров в зависимости от определяющих температур.

Pасчёт неизотермической теплоотдачи при турбулентных течениях в трубе при условии интенсифицированного теплообмена (практическиe рекомендации)

Разработанная в данной статье теория интенсифицированного теплообмена даёт возможность осуществить расчёт влияния переменности теплофизических свойств на теплоотдачу при турбулентных течениях в трубе при условии интенсифицированного теплообмена для газообразного теплоносителя. Впоследствии можно обобщить полученные результаты теоретических расчётов в направлении понижения порядка модели к уровню эмпирических зависимостей, которые можно непосредственно использовать при инженерном расчёте.

В исследовании [8] было убедительным образом доказано, что выявление количественных оценок воздействия переменности теплофизических свойств теплоносителя на теплоотдачу и гидросопротивление при турбулентных течениях в трубе при условии интенсифицирования теплоотдачи следует основать на рациональным выборе определяющей температуры.

В вышеупомянутом исследовании [8] было доказано, что для большинства случаев при количественных оценках воздейтсвия неизотермичности на теплоотдачу и гидросопротивление при турбулентных течениях оптимальнее для определяющей температуры взять среднюю температуру пограничных слоёв — .

Таким образом, предварительно оценить влияние переменности теплофизических свойств на теплоотдачу и гидросопротивление при турбулентных течениях в трубе при условии интенсифицированного теплообмена можно на базе уже существующих эмпирических зависимостей для расчётов изотермических теплоотдачи и гидросопротивления, соответствующих исследуемым условиям потоков, где определяющая температура может быть принята вышеупомянутая средняя температура пограничных слоёв Т_m.

Совокупности эмпирических зависимостей для расчётов теплоотдачи и гидросопротивления для условий интенсифицированной теплоотдачи наиболее полно приведена в классических книгах [13, 14].

При расчёте неизотермической теплоотдачи при течениях газообразных теплоносителей при условии интенсифицированного теплообмена в настоящей статье постулируются нижеследующие эмпирические формулы для 5000 < Re < 10⁶; d/D = 0,85÷0,99; h/R₀ = 0,01÷0,15:

;(19)

В случае необходимости при более, точных расчётах, результаты, полученные по эмпирическим зависимостям можно уточнить, при помощи теоретических расчётов по моделям более высоких порядков, к примеру, по предложенной в статье 4-слойной схеме турбулентных пограничных слоёв.

Основные выводы

1. Использование интенсифицированнной теплоотдачи является направлением для оптимизирования габаритных и массовых параметров теплообменного аппарата, применяемого в современной индустрии: повышение термической эффективности, снижение гидропотерь на прокачку теплоносителя, снижение температур стенок теплообменника и теплообменного устройства.

2. Данные теоретического расчёта и аутентичных измерений эксперимента позволили заключить, что использование турбулизаторов течения для целей интенсифицирования теплоотдачи в трубе теплообменника, применяемого в современной индустрии, положительно в направлении повышения тепловых мощностей теплообменников, снижения их гидросопротивлений, оптимизации их габаритных и массовых параметров.

3. В представленной статье теоретическим способом была решена задача расчёта неизотермической теплоотдачи при турбулентном течении в каналах при искусственной турбулизации потока для газообразных теплоносителей.

4. В статье приведены конкретные результаты расчёта относительных параметров по теплоотдаче для газообразного теплоносителя для расширенного диапазона относительной температуры стенки.

5. Теория, сгенерированная в данной статье, с достаточной точностью позволяет прогнозировать резервы интенсифицированного неизотермического теплообмена.

6. Основной вывод относительно представленного в данной статье теоретического материала — довольно незначительное практическое воздействие изменения теплофизических характеристик газового теплоносителя от определяющих температур на относительную теплоотдачу, поскольку реализуемые в актуальных теплообменных аппаратах перепады температур, как правило, не очень велики.

1. Иевлев В.М. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. — М.: Наука, 1975. — 256 с.
2. Иевлев В.М. Численное моделирование турбулентных течений. — М.: Наука, 1990. — 215 с.
3. Иевлев В.М., Сон Э.Е. Гидродинамическое описание высокотемпературных сред. — Долгопрудный, 1977. — 125 с.
4. Иевлев В.М., Сон Э.Е. Турбулентность газов, жидкостей и плазмы. — Долгопрудный, 1982. — 139 с.
5. Ляхов В.К. Метод относительного соответствия при расчётах турбулентных пристеночных потоков. — Саратов. Изд-во Саратовского ун-та, 1975. — 123 с.
6. Ляхов В.К. Расчёт теплообмена и гидравлического сопротивления пристеночных одномерных турбулентных потоков при переменных теплофизических свойствах // Теплофизика высоких температур. — 1976. — Т. 14. — № 3. — С. 553—558.
7. Ляхов В.К., Мигалин В.К. Эффект тепловой, или диффузионной, шероховатости. — Саратов. Изд-во Саратовского ун-та, 1989. — 176 с.
8. Мигай В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. — Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. — 263 с.
9. Петухов Б.С., Генин Л.Г., Ковалёв С.А. Теплообмен в ядерных энергетических установках. — М.: Энергоатомиздат, 1986. — 470 с.
10. Петухов Б.С., Попов В.Н. Теоретический расчёт теплообмена и сопротивления трения при турбулентном течении в трубах несжимаемой жидкости с переменными физическими свойствами // Теплофизика высоких температур. — 1963. — Т. 1. — № 1. — С. 85—101.
11. Попов В.Н. Теплообмен при переменных свойствах (метод численного моделирования). — М.: Изд-во МЭИ, 1989. — 86 с.
12. Попов В.Н. Теплообмен при переменных свойствах (капельная жидкость, газ, жидкость в сверхкритической области). — М.: Изд-во МЭИ, 1989. — 62 с.
13. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. — М.: Машиностроение, 1990. — 208 с.
14. Эффективные поверхности теплообмена / Э.К.Калинин, Г.А.Дрейцер, И.З. Копп и др. — М.: Энергоатомиздат, 1998. — 408 с.
15. Мигай В.К. Интенсификация конвективного теплообмена в трубах и каналах теплообменного оборудования: Дисс. на соиск. уч. степени докт. техн. наук. Т. 1. — Л., 1973.— 327 с.
16. Мигай В.К. Интенсификация конвективного теплообмена в трубах и каналах теплообменного оборудования: Приложение к дисс. на соиск. уч. степени докт. техн. наук. Т. 2. — Л., 1973.— 85 с.
17. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. — Л.: Энергия. Ленингр. отд-ние, 1980. — 144 с.
18. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струи с преградами. — М.: Машиностроение. 1977, — 247 с.
19. Koch R. Druckverlust und Wärmeübergang bei verwirbelter Strömung // VDI—Forsch. — 1968. — B. 469. — S. 44.
20. Nunner W. Wärmeübergang und Druckabfal in rauhen Rohren // Ibid. — 1956, 455. — B. 22. — S. 5—39.
21. Ерошенко В.М., Кузнецов Е.В. Анализ теплообмена при нагревании гелия в сверхкритическом термодинамическом состоянии в условиях вынужденной конвекции // Тепло- и массообмен при кипении и течении криогенных жидкостей. — Минск: ИТМО, 1980. — С. 33—49.

Рецензии:

17.09.2019, 14:09 Мирмович Эдуард Григорьевич
Рецензия: Фундаментальная и интересная статья. Можно ли её специфическую актуальность распространить на другие области - не ясно, но автор абсолютно признанный профессионал в вопросах тепломассообмена в ограниченных пространствах, и рецензенту сказать нечего, кроме положительной рекомендации. Немного перепроверить описки и синтаксис. Например, "...задача расчёт..." - не хватает "а", "...результаты, полученные по эмпирическим зависимостям можно уточнить..." - не хватает запятой. Спасибо за доверие и позитивное отношение к рецензиям данного рецензента. С уважением.

18.09.2019, 19:50 Сулейманова Лилия Ирфановна
Рецензия: B рецензируемой работе была предложена теоретическая модель для расчёта значений теплообмена в трубах перспективных теплообменных аппаратов за счёт турбулизации потока для теплоносителей в виде газов с переменными теплофизическими свойствами. Математическая модель описывает соответствующие процессы для широкого диапазона чисел Рейнольдса и Прандтля, что позволяет ещё точнее прогнозировать резервы интенсификации неизотермического теплообмена. Недостатки: откорректировать выводы 3 и 5, в части синтаксиса и тавтологии. Вывод: рецензируемая работа является актуальной и может быть рекомендована к опубликованию после устранения замечаний. К.т.н., Сулейманова Л.И.



Комментарии пользователей:

22.09.2019, 12:36 Мирмович Эдуард Григорьевич Отзыв: Спасибо за такой интересный ответ на кратенькую рецензию. Особенно интересно упоминание Виталия Лазаревича, с которым у рецензента было несколько встреч, в которых он проявлял свою снисходительную ретроградность. И вообще негативный вклад ортодоксов теоретической физики в современный кризис естествознания настолько велик, что не может быть оценим ни экономически, ни текущей и продолжающей задержкой в развитии науки во всех областях. Особенно это касается безграмотной "токамакной" идеи получения "дармовой" энергии. Этот клубок алхимии будет ли когда-нибудь раскручени и разоблачён - неведомо. С уважением.

22.09.2019, 17:56 Сулейманова Лилия Ирфановна Отзыв: Замечаний нет. Рецензируемая работа рекомендуется к опубликованию.

23.09.2019, 21:32 Лобанов Игорь Евгеньевич Отзыв: Эдуард Григорьевич, в интенсификации теплообмена тоже есть свои "токамаки" -- это известные лунки, которые тоже в известной степени интенсифицируют теплообмен. Лунки с 1976-го года пропихивал президент академии Александров, а затем с конъюнктурных позиций к ним присоединился академик Леонтьев. На эти лунки были выделены и выделяются до сих пор различные гранты и т.п. Против лунок выступали Калинин, Дрейцер и т.п., которые считали, что лунки -- плохой турбулизатор. Лично я теоретически доказал, что лунки и турбулизаторы топологически гомеоморфны, а механизм интенсификации теплообмена для них сходен (максимум локальной интенсификации расположен не сразу за турбулизатором, а не некотором расстоянии от него и т.д.). Я давно ввёл и опубликовал данную теорию, в которой с единых позиций рассматривался турбулизатор, переходящий в поперечную канавку, а затем канавка делается незамкнутой, поворачивается к потоку и переходит в вырожденном случае в лунку. Для всех этих случаев было дефинировано понятие "обобщённый турбулизатор", включающий в себя и выступ, и канавку, и лунку. В свете этой теории лунка является неоптимальным турбулизатором, что показывает и эксперимент. Применятся это может только тогда, когда применение выступов по внешним причинам нерационально. Данная теория известна многим, никогда никто против этого не выступал, однако, исследование лунок продолжается и будет продолжаться ещё очень долго, пока на это будут выделятся гранты (академиком Леоньтьевым и Ко) хотя реальных достижений до сих пор не было и нет.

Оставить комментарий