Введение к работе
Актуальность темы. Вопросы интенсификации теплообмена актуальны для большого числа отраслей техники,, поскольку очень часто интенсивность теплообменных процессов определяет эффективность, долговечность и эксплуатационную надежность-ряда машин и аппаратов современней техники, производительность многих технологически! процессов и качество их конечного продукта.
Одним из наиболее вффективных способов интенсификации процессов тепломассопереноса при обтекании тел воздухом является струйный обдув поверхностей. Высокая интенсивность процессов переноса при струйном обдуве, относительно небольшие затраты энергии на его осуществление, простота и гибкость управления этим процессом привели к широкому распространении его в энергетическом машиностроении, металлургии, химической технологии и в ряде других областей техники.
Из широкого класса задач теории переноса, в струйных течениях наибольший интерес представляет многострунный обдув поверхностей сложной формы. К последним относятся распространенные в технике вогнутые сребренные поверхности, например, внутренние поверхности входных кромок охлаздаемых лопаток газовых турбин, полуыатрзц машин для изготовления гофрированных полиэтиленовых труб и др..
Успешное применение струйных систем охлавдения таких поверхностей во многом зависит от наличия достоверных сведений о закономерностях происходящих в них процессов теплообмена. Однако имехщиеся з литературе сведэния относятся либо к случаи обдува струями гладкой вогнутой поверхности, либо к охлаяаению плоской поверхности с оребрением; данных же о взаимодействии системы струй с вогнутой сребренной поверхностью обнаружить в литературе ве удалось. Теоретическое изучение закономерностей теплообмена в таких* системах.практически невозможно ввиду существенно трехмерного характера течения вблизи поверхностей сложной формы.
Все вышеизложенное предопределило актуальность експериментального исследования гидравлических характеристик и закономерностей теплообмена при охлаждении струями вогнутой поверхности с оребрением, чему и посвящена настояная диссертационная работа.
Цель работы . Исследовать возможность интенсификации теплоотдачи гри обтекании вогнутой оребренной поверхности системами кругли импактных отруй.
Задачи исследования:
. -Обобщить данные по коэффициентам гидравлического сопротивления и средним коэффициентам теплоотдачи при струйном обдуве вогнутой оребренной поверхности. . __ ---'--
-Разработать методику расчета струйной системы охлах- ' дения матриц гофратора для кашш непрерывного производства полиэтиленовых гофротруб.
. ; Методы і; о следования. Поставленные цели достигаются путем выполнения комплексного экспериментального исследования на специально созданной лабораторной установке, рабочий участок которой представляет собой вогнутую поверхность с продольным оребрением;использованием современной измерительной техники; обобщением полученных данных в рамках канальной методики обработки результатов.
Достоверность и обоснованность рекомендаций,сформулированных в диссертации, подтверждаются использованием апробированных методов исследований, удовлетворительным С0ГЛ8С0В8- нием результатов работы с имеющимися литературными данными.
Научная новизна.Впервые получены вксперименталънне данные по коэффициентам гидравлического сопротивления и теплоотдачи при струйном охлвадении вогнутой сребренной поверхности, причем исследованные сизтеиы круглых импактных струй имели ограниченное количество рядов в направлении отвода отработанного потока (вдоль ребер поверхности).
Подтверждена возможность расчета коэффициентов сопротивления исследованных струйных систем по рекомендациям для случая обдува струями плоской поверхности.
При обобщении данных по среднему теплообмену в переменных ханвльі.Л модели взаимодействия . струй с поверхностью 'введены функпди влияния, учитывающие снижение коэффициента теплоотдачи при малом количестве рядов струй (а < 3) и при больших отношениях поперечного вага струй к вагу оребре-ния поверхности ( В / S г 1).
Полученные результаты позволили уточнить сведения об особенностях теплообмена при струйном обдуве стенка относительно коротких каналов ( 1 / д. s 3)
Практическая ценность- работы. Результата настоящей дао-' сертанионвсй работа использовались ва стадии рабочего проектирования линии для непрерывного производства дренажных гофрированных труб из поливтилена, выпуехаемаа Киевский ПО "Завод Большевик1'. '
Дачный вклад авторв. Все результата, приведенные в работе, получены лично, авторш или при его непосредственной участии.
Апробация работы. Оововвые результаты работы докладывались: вв III Всесоюзной конференции в 71 Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых и специалистов ИТФ СО РАН (г.Новосибирск, 1989 и.1990 г.г.), VII Всесоюзной школе-семинаре МВТУ им.Бауиана (г.Канев, 1989г.), на Всесоюзной конференции молодых специалистов "Тепломаеоообмзн в енергоустановках в технологических агрегатах" (г.днепропетровек, 1988 г.), ва I...III республиканских и IV Всесоюзной школах-семинарах молодых ученых и специалистов "Актуальные вопросы теплофизики и физической гвдрогазоданамики. "(г.Алушта, .1985, 1987, 1989 и 1991 г.г.),на научно-технических конференциях ЫУ и С ИТЫО АН Беларуси (г.Минск, 1986* 1988 г.г.), ев mill и XXIX конференциях Ш и С ЗЭДН вч.Кржижановского (г.Москва, 1988,1989 г.г.), на XVI...XX конференциях молодых ученых ИТТФ НДН Украины (г.Киев, 1986 - 1991 г.г.), на конференциях преподавательского состава Нациокального )Агр8рного Университета ( 1994, 1995 г.г'.).
Публикация. По материалам работы опубликовано 8 печатных работ,'получено 1 авторское свидетельство.
Структура и объем работы. Денная диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списке цитируемой литературы ( 83 наименования), содержит 202 страницы машинописного текста, вклвчая таблицы 2 76 рисунков.