время используют в больших объемах при изготовлении ТОА. В та-
ких устройствах приходится рассчитывать теплоотдачу пучка труб,
характер обтекания которых очень сложен и зависит как от компонов-
ки пучка, так и от относительного поперечного и продольного шагов
труб. Вследствие различных условий обтекания труб коридорного и
шахматного пучков характер распределения местных коэффициентов
теплоотдачи и сопротивления по поверхности труб в этих двух слу-
чаях неодинаков, но и эти параметры для различных трубных пучков
относительно хорошо изучены экспериментально и получены крите-
риальные зависимости для их определения.
Результаты экспериментальных исследований показывают, что на
интенсивность теплоотдачи кроме критериев Re и Pr существенное
влияние оказывает начальная турбулентность набегающего потока, по-
вышение которой на 2,5% (в пучках труб это увеличение значительно
выше) при турбулентном течении приводит к увеличению почти на
80% коэффициента теплоотдачи. Кроме того, при проектировании те-
плообменных устройств учитывается гидравлическое сопротивление
пучка, его засоряемость, а также термические напряжения материа-
ла, связанные с резким изменением теплоотдачи вдоль поверхности
и т.п. Взаимодействие же пучков труб с корпусом ТОА исследовано
недостаточно. Нет ясности в том, как будет взаимодействовать погра-
ничный слой, развивающийся на боковых стенках теплообменника, со
следом от цилиндра (труб) при различных расстояниях между ними
и как это отразится на коэффициентах теплоотдачи и сопротивления.
Особенно это важно при относительно небольших числах Рейнольдса,
т.е. в начальный момент перехода режима течения в пограничном слое
к турбулентному.
Помещенные в поток, а тем более в пограничный слой, форми-
рующийся на стенках теплообменных устройств, трубы существенно
турбулизируют поток и пограничный слой. А так как любая дополни-
тельная турбулизация потока связана с дополнительными затратами
энергии, то очень важно при разработке и создании ТОА правильно
выбрать место и взаимное расположение взаимодействующих поверх-
ностей, т.е. наиболее эффективным было бы такое их расположение,
которое бы обеспечило наибольшую интенсификацию теплообмена
при умеренном росте сопротивления.
Экспериментальное исследование.
Объектом исследования явля-
ется структура теплового и динамического пограничных слоев, разви-
вающихся на плоской пластине, и изменение этой структуры при взаи-
модействии пограничного слоя со следом от цилиндра при различных
расстояниях между пластиной и цилиндром.
Экспериментальные исследования проводятся на малой дозвуко-
вой низкотурбулентной аэродинамической трубе открытого типа, рабо-
тающей по принципу всасывания, подробно описанной в работе [13].
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 2 7
