15.2. ПРОДОЛЬНОЕ ОБТЕКАНИЕ ПАКЕТОВ ЦИЛИНДРОВ
При продольном обтекании цилиндров компоновка возможна от максимально тесной до весьма разреженной. В первом случае образуется система отдельных каналов сплошной конфигурации (рис. 15.11). Во втором случае имеет место практически независимое обтекание отдельных цилиндров (труб).
Для канала, образованного тремя дужками окружности, по опытам М. X. Ибрагимова, В. И. Субботина и др., средний коэффициент теплоотдачи при турбулентном течении на 30—40% выше рассчитанного по формуле для круглой трубы при введении в качестве характерного линейного размера гидравлического диаметра
(15.2.1)
где Р — периметр и
— площадь поперечного сечения канала.
Для каналов с
можно пользоваться расчетом по гидравлическому диаметру, не вводя в формулу для круглой трубы поправочного множителя. Однако здесь важно часто не столько знание среднего коэффициента теплоотдачи, сколько его локальные значения, особенно в застойных углах тесного канала. Для продольно омываемых пакетов труб по экспериментам Э. К. Калинина и Г. А. Дрейцера
(15.2.2)
Понятие среднего коэффициента теплоотдачи вообще может оказаться в ряде случаев бессодержательным. Кроме того, в каналах сплошной конфигурации значение а существенно зависит от принятого закона осреднения температур.
Так, по данным В. К. Кошкина, Э. К. Калинина и др., в одном из узких продольно омываемых пакетов имело место соотношение условных средних коэффициентов теплоотдачи
(15.2.3)
В. И. Субботин с сотрудниками исследовали распределения температурного напора стенка — жидкость в тесном пучке труб (рис. 15.12) и коэффициентов теплоотдачи в пакетах с плотной упаковкой (рис. 15.13).
Рис. 15.11. Продольное обтекание максимально тесной упаковки цилиндров
Рис. 15.12. Распределение температурного напора стенка—жидкость по периметру трубы в пучке
Рис. 15.13. Зависимость теплоотдачи от скорости в координатах
для пучков различной геометрической конфигурации
Рис. 15.14. Зависимость Nu от Ре при обтекании трубы жидкими металлами
Для продольно обтекаемых жидким металлом пакетов труб с
ряд данных, получен В. М. Боришанским и его сотрудниками (рис. 15.14). Со значительным разбросом экспериментальные данные группируются вокруг простой линейной зависимости
Подробно данные о течении жидких металлов рассмотрены в монографии автора, В. М. Боришанского, И. И. Новикова и О. С. Федынского.