7 / 13
на теплоотдающей поверхности, тогда как ребра (высотой
h
2
) на про-
тивоположной стенке тракта, так называемые формообразующие ре-
бра, могут работать, т.е. принимать и передавать теплоту только через
пятна контакта с ребрами
h
1
. Учитывая реальный диапазон шага оре-
брения
t
= 2
,
5
. . .
7
и высоты
h
1
= 3
. . .
10
площадь этих контактных
пятен, как и передаваемую ими теплоту, можно принять несуществен-
ными, тем более с учетом возможного контактного сопротивления.
Поэтому в расчете
η
p
следует учитывать только высоту ребер на те-
плоотдающей поверхности
h
1
.
В то же время кроме боковой поверхности ребер
h
1
в теплоотдачу
могут вносить вклад свободные от контакта торцевые поверхности
ребер, что можно учесть дополнительным коэффициентом
ξ
тор
. Тогда
формула для расчета коэффициента оребрения принимает вид
η
p
= 1
−
1
t
+
2
h
1
t
th
h
1
√
2
Bi
h
1
√
2
Bi
ξ
тор
,
где
t
=
t
δ
p
1
,
h
1
=
h
1
δ
p
1
— относительные значения параметров оребре-
ния, т.е. шага и высоты (
t, h
1
),
δ
p
1
— толщина ребер на теплоотдающей
поверхности).
Коэффициент участия торцевых поверхностей ребер, как показы-
вает несложный анализ, может быть выражен через относительную
долю свободной поверхности торцев
S
p
и относительную высоту ре-
бер
h
1
зависимостью
ξ
тор
= 1 + 0
,
5
S
p
h
1
,
где
S
p
= 1
−
1
/t
— относительная доля свободной площади торцев
ребер на теплоотдающей стенке, не занятая контактом с сопряженны-
ми ребрами.
Характер изменения коэффициента
ξ
тор
от параметров оребрения
представлен на рис. 4.
С учетом влияния
ξ
тор
коэффициент оребрения
η
p
заметно увеличи-
вается в области низких высот ребер (
h
1
= 1
. . .
4
) и затем стремится
к стабильным значениям и при этом увеличивается с ростом значения
шага (рис. 5). С ростом числа Био коэффициент оребрения заметно
снижается.
Характер изменения совокупного теплогеометрического параметра
A
∗
=
A
p
η
p
(рис. 6) свидетельствует о следующем. Как и ожидалось, в
целом характер изменения
A
∗
соответствует случаю полноразмерного
оребрения в части высоты ребра, но по своим абсолютным значениям
он ниже на 15. . . 30% в основном вследствие учета в коэффициенте
оребрения только высоты
h
1
ребер на теплоотдающей поверхности.
50 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 2