4 / 13
где Re
= (
ρud
э
)
/μ
— число Рейнольдса; Pr
=
μc
p
/λ
— число Пран-
дтля;
β
— половина угла (
2
β
) взаимного пересечения ребер, рад;
u
—
среднемассовая скорость течения в межреберных каналах;
d
э
— экви-
валентный гидравлический диаметр межреберных каналов. Свойства
охладителя определялись по среднемассовой температуре потока в
размерности СИ, рад.
Относительные теплогидравлические характеристики КТ можно
получить путем сопоставления их с характеристиками эталонного,
например, гладкого кольцевого канала при сходственных значениях
чисел Re и Pr.
Характеристики такого эталонного канала могут быть представле-
ны следующими зависимостями [5]:
Nu
гл
= 0
,
021
Re
0
,
8
Pr
0
,
43
— коэффициент конвективной теплоотдачи,
ξ
гл
= 0
,
348
Re
−
0
,
25
— коэффициент гидравлического сопротивления трения, где числа по-
добия Re и Nu определяются по эквивалентному гидравлическому
диаметру кольцевого канала
d
гл
= 2
h
и среднемассовой скорости. Те-
плофизические свойства охладителя определяются по среднемассовой
температуре потока в размерности СИ.
Результаты такой обработки относительных ТГХ приведены на
рис. 2, где
η
Nu
=
Nu Pr
−
0
,
4
Nu
гл
Pr
−
0
,
4
гл Re
;
η
ξ
= (
ξ/ξ
гл
)
Re
.
Анализ полученных результатов показывает, что с ростом угла пе-
ресечения ребер
β
уровень относительных ТГХ существенно возраста-
ет. При этом с ростом числа Re характеристика
η
Nu
монотонно убывает,
что свидетельствует о постепенном вырождении эффекта интенсифи-
кации конвективной теплоотдачи. Относительная же гидравлическая
характеристика
η
ξ
имеет тенденцию к оптимуму (min) в зоне перехода
течения от ламинарного к турбулентному. Примечательной особенно-
стью приведенных характеристик является тот факт, что в области
переходных режимов течения и умеренных углов пересечения ребер
уровень интенсификации теплоотдачи превышает уровень возраста-
ния гидросопротивления. Однако уже при
β
= 35
. . .
45
◦
увеличение
η
ξ
опережает
η
Nu
(рис. 3).
Исходя из того, что КТ является частной конструктивной разно-
видностью кольцевого оребренного тракта, оценка эффективности его
применения может быть проведена на основе ранее предложенной ме-
тодики [1], согласно которой эффективность оребренных кольцевых
трактов охлаждения камер сгорания по критерию максимального те-
плосъема может быть рассчитана по формуле
K
Q
=
K
Q
0
A
∗
,
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 2 47