которой можно выделить три зоны: I — внешний пограничный слой;
II — область смешения; III — зона отрыва (вихревое течение).
Из рис. 5,
б
следует, что застойные зоны у стенки отсутствуют. Бо-
лее того, поток перед минимальным сечением из-за сужения канала
ускоряется — имеет место конфузорное течение, а за минимальным
сечением из-за расширения канала между стенкой и цилиндром на-
блюдается диффузорное течение – поток тормозится. Как известно
[3–5, 10, 11], конфузорно-диффузорный эффект часто используется
для интенсификации теплообмена, поскольку трубы и каналы типа
конфузор-диффузор имеют высокую тепловую эффективность. Углы
раскрытия диффузоров в таких каналах подбираются из условия су-
ществования нестационарных микроотрывов потока, интенсифициру-
ющих теплообмен, не вызывая при этом значительного повышения
гидродинамического сопротивления канала, поскольку такие отрывы
потока интенсифицируют теплообмен, но не приводят к появлению
сопротивления давления. Небольшая кривизна поверхности обеспечи-
вает благоприятные условия и с точки зрения работы в случае загряз-
ненных потоков теплоносителя, поскольку имеются плавные внутрен-
ние очертания и отсутствуют циркуляционные зоны. Следует ожидать,
что эффект увеличения коэффициента теплоотдачи в этой области бу-
дет по-разному проявляться в зависимости от диаметра цилиндра и
его расстояния от стенки. Вероятно, существует оптимум на эти пара-
метры.
Описанный характер течения вытекает из рассмотрения предлага-
емой схемы процесса (см. рис. 5,
б
). Однако результаты эксперимен-
тального исследования показывают (рис. 7), что данная схема справед-
лива только в конфузорной части. Из рис. 7,
а
следует, что в сечении
1 (
x
= 0
,
170
м) в самом узком месте между цилиндром и стенкой, т.е.
при
Y
= 1
мм, наблюдается, как и отмечалось ранее, резкое увеличе-
ние скорости, которая почти достигает значения скорости внешнего
потока (
u
= 0
,
9
u
∞
— отметим, что это непосредственно у стенки) и,
как следствие, это должно существенно интенсифицировать теплооб-
мен.
Во 2-м сечении (
x
= 0
,
1775
м), т.е. сразу за цилиндром, скорость
резко падает (сказывается диффузорность — расширение канала), а в
следе за цилиндром наблюдается возвратное течение. Начиная с се-
чения 3 (
х
= 0
,
1825
м) и в сечениях 4 и 5 (сечение 6 отсутствует),
почти до сечения 7, имеет место отрывная зона и возвратное течение
у стенки, что должно существенно ухудшить процесс теплообмена.
Такой результат можно было ожидать, так как реальный процесс об-
текания цилиндра существенно отличается от течения в конфузорно-
диффузорном канале, где углы раскрытия диффузора выбираются, как
уже отмечалось, из условия организации безотрывного течения (углы
16 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 2
