Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
при котором поток впервые отрывается от кормовой части тела. С можно
представить в виде
С = (Re*p"T Pr)-1/*, но Re"p:,T трудно определить даже для тел
простейшей формы.
2.1. ТЕПЛООТДАЧА В ОБЛАСТИ ЗА ПЛОСКОЙ ПЛАСТИНОЙ
Соджин и др. 19] провели измерения теплоотдачи на передней и задней
поверхностях электрически нагреваемой (до 93° С) пластины,
перпендикулярной направлению потока в аэродинамической трубе при
нормальных атмосферных условиях. Хорда пластины была равна 171 мм, а
отношение площади пластины к площади рабочего сечения трубы составляло
0,211. Число Рейнольдса заключено в пределах от 100 ООО до 450 ООО.
Искомые величины определялись при средней температуре слоя,
определяемой соотношением
hL - . П"г/з
96
ГЛАВА XI
где L - хорда пластины. Сильное влияние в области критической точки
оказывали пульсации, и при установке турбулизирующей сетки измеренный
тепловой поток возрастал на 50%. Теплопередача к задней поверхности
фактически не зависит от теплопередачи к передней поверхности.
Коэффициент восстановления,
вычисленный по результатам измерений на задней стороне пластины,
представлен на фиг. 7. Определяется этот коэффициент следующим образом:
где Тs и Тг - полная температура и температура теплоизолированной
стенки, и оо - скорость набегающего невозмущенного потока.
Из графика следует, что г = = 0,1 вдоль всей задней стороны пластины,
что соответствует результатам для больших чисел Маха [10]. Согласно
результатам, полученным в присутствии разделяющей пластины, установленной
в донной области в плоскости симметрии, и сетки, коэффициент
восстановления не изменяется, однако разделительная пластина приводит к
снижению общего уровня теплового потока приблизительно на 35%, причем
максимум теплового потока достигается в центре.
Тепловой поток к задней стороне пластины в интервале значений
Re ^P/ = io5_4 4.Ю5 .и/
можно вычислить по хорошо согласующейся с эксперименталь ными данными
формуле (фиг. 8)
Nu/ = C*Re//3*
Индекс / относится к средней температуре слоя; С* - безразмерная
величина, зависящая от установки разделительной пластины или сетки (табл.
1).
Во всех трех сериях экспериментов нагреваемая поверхность была
обращена вниз по течению. В серии В сетка не применялась, скорость потока
воздуха составляла от 11,6 до 40 м/с. В серии Sa сетка с размером ячеек
19 мм была расположена на расстоя-
ц?/2ср,°С
Ф и г. 7. Коэффициент восстановления по результатам измерений на задней
стороне плоской пластины [9].
ТЕПЛОВЫЕ ЯВЛЕНИЯ В ОТРЫВНЫХ ТЕЧЕНИЯХ
97
нии 240 мм перед пластиной, скорость потока воздуха составляла от 9,5 до
34,2 м/с. В серии D за пластиной была симметрично установлена
разделительная пластина толщиной 9,5 мм и длиной 229 мм, скорость потока
воздуха составляла от 21 до 30 м/с.
Различные сетки перед пластиной почти не влияли на теплопередачу к
задней ее стороне, что свидетельствует о незначительном влиянии
интенсивности турбулентности основного течения или полном его отсутствии.
Тепловой поток к пластине приблизительно на 18% выше, чем в задней
критической точке цилиндра, следовательно, чем больше "затуплено" тело,
тем выше тепловой поток к его дну.
Таблица 1
ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФ
ФИЦИЕНТА С* ОТ УС
ЛОВИЙ ИСПЫТАНИЙ
Серия с*
В 0,199
Sa 0,207
D 0,129
Фиг. 8. Зависимость Nuy от Re для задней стороны пластины [9]. Цифрами
обозначены порядковые номера экспериментов.
2.5. ТЕПЛООТДАЧА ОТ КРУГОВОГО ЦИЛИНДРА, ОБТЕКАЕМОГО В ПОПЕРЕЧНОМ
НАПРАВЛЕНИИ ПОТОКОМ ВОЗДУХА,И ОТ СФЕРЫ
Сведения о теплопередаче при малых числах Рейнольдса полезны для
разработки приборов с нагреваемыми проволочками, такими, как
термоэлементы и термоанемометры. Средний тепловой поток от кругового
цилиндра и сферы был измерен различными исследователями [11-13].
Результаты измерений местных значений тепловых потоков приведены в
работах [14-19].
7-0828
98
ГЛАВА XT
2.2.1. Теплоотдача от поверхности кругового цилиндра при больших
числах Рейнольдса
Шмидт и Веннер [20] определили коэффициент теплоотдачи в интервале
чисел Рейнольдса от 5000 до 426 ООО для отдельных латунных цилиндров
диаметрами 50, 100 и 250 мм, нагреваемых до постоянной температуры 100° С
(фиг. 9).
Фиг. 9. Типичная полярная диаграмма распределения теплоогэ в потока [20].
Кривые (I) и (2) соответствуют докритической области сопротивления,
кривые (3) и (4) - критической области сопротивления, кривая (5) -
закритической области (в данном случае концу критической области). Кривые
получены для одной стороны и симметрично перенесены на другую сторону.
До Red~100 000 максимальные значения теплового потока были
зафиксированы в передней (0°) и задней (180°)критических точках, а
минимум теплового потока имел место в окрестности точки ср = 80 .
При 170 000 <Red<426000 и Red=426 000 существовали два других максимума в
окрестности ф = 115°, причем тепловой поток в точ-
