Рис. 2. Зависимость эффективности
ИТ от
η
ξ
и
η
Nu
При прочих равных условиях,
когда
K
Δ
р
и
K
m
равны единице,
формула (10) приводится к виду
K
Q
=
η
Nu
η
−
1
/
3
ξ
.
(11)
Тогда нижняя предельная гра-
ница эффективности ИТ, если
K
Q
= 1
, при прочих равных усло-
виях определяется из условия, что
η
3
Nu
> η
ξ
.
Результаты расчета эффектив-
ности по формуле (11) в функции
η
ξ
представлены на рис. 2. при параметрически задаваемых значени-
ях
η
Nu
. В связи с изменением геометрии тракта при ИТ представляет
интерес вопрос, насколько эти мероприятия скажутся на габаритных
размерах объекта по сравнению с гладким кольцевым каналом в том
или ином конкретном случае.
Используя ранее приведенные преобразования, уравнение (9) мож-
но привести к виду
h
=
η
1
/
3
ξ
K
2+
m
3
m
K
−
1
/
3
Δ
p
k
−
m
−
2
3
h
,
(12)
или для турбулентного режима течения при
n
= 0
,
8
и
m
=
−
0
,
25
— к
виду
h
=
ξ
1
/
3
K
−
1
/
3
Δ
p
K
0
,
58
m
k
−
0
,
58
h
,
(13)
при прочих равных условиях
K
Δ
р
= 1
и
K
m
= 1
, а также в случае
k
h
≈
1
(с погрешностью в пределах
+5
%):
h
=
h/h
гл
=
η
1
/
3
ξ
.
(14)
Полученный результат говорит о том, что высота кольцевого ка-
нала увеличивается при
η
ξ
>
1
пропорционально только степенному
росту гидравлического сопротивления и не зависит в явном виде от
Re и от коэффициента ИТ
η
Nu
. Характер полученной зависимости ил-
люстрирует рис. 3.
Используя приведенную методику, можно выполнить исследование
эффективности различных способов ИТ и оценить их эффективность
по критерию максимального значения теплосъема
K
Q
. Для примера
приводятся результаты расчета эффективности ИТ в широко распро-
страненном способе выполнения искусственной шероховатости (ИШ),
описанном подробно в работе [4], на основе многочисленных работ
разных авторов.
48 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012. № 4
