Обощение данных по теплообмену при турбулентном течении газовой смеси с малыми значениями числа Прандтля в каналах различной формы Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

мобильных платформах и при использовании адаптированного для лиц с ОВЗ отображения. Некоторые подходы, смягчающие негативные эффекты при таком отображении, освещены в [6-8]. Список использованной литературы:

1. Бессонов, Л.В. Формирование требований к официальному сайту вуза на примере официального сайта СГУ / Л.В. Бессонов // Наука и образование в XXI веке Сборник научных трудов по материалам Международной научно-практической конференции 30 января 2015 г.: в 5 частях. Москва, 2015. С. 105-108.

2. Приложение к Письму Рособрнадзора от 25.03.2015 №07-675 «Методические рекомендации представления информации об образовательной организации в открытых источниках с учетом соблюдения требований законодательства в сфере образования (для образовательных организаций высшего образования)»

3. Донник, А.М. Об автоматизации заполнения подраздела «Образование» сведений об образовательной организации на официальном сайте вуза / А.М. Донник, С.М. Брагина // Инновационная наука. 2016. №52 (17). С. 83-85.

4. Шаталина, А.В. О подходе к задаче автоматизации проверки корректности и полноты входящих в ООП документов / А.В. Шаталина, Л.В. Бессонов // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2016. № 13-1. С. 68-71.

5. Словарь тегов // Федеральная служба по надзору в сфере образования и науки (Рособрнадзор) URL: http://obrnadzor.gov.ru/ru/microformats/ (дата обращения: 21.11.2016).

6. Бессонов, Л.В. Анализ требований к дизайну сайта вуза для лиц с ограниченными физическими возможностями / Л.В. Бессонов, Е.В. Сецинская, В.В. Кухарев // Фундаментальные и прикладные исследования в современном мире. 2015. №11-4. С. 85-87.

7. Коваленко, Н.А. К вопросу разработки мобильной версии дизайна сайта / Н.А. Коваленко, Б.Л. Никулин, В.К. Чувашкин // Альманах мировой науки. 2015. №2-1(2). С. 120-121.

8. Никулин, Б.Л. Об одном способе решения проблемы отображения таблиц в мобильной версии сайта / Б.Л. Никулин, С.М. Брагина // Альманах мировой науки. 2015. №2-1(2). С. 137-138.

© Донник А.М., Никулин Б.Л., 2017

УДК 536.24.021

С.Л. Елистратов

д.т.н., зав.каф "Тепловые электрические станции" Новосибирский государственный технический университет

Е.Ю. Слесарева

Инженер, институт теплофизики им.С.С. Кутателадзе СО РАН

г. Новосибирск, Российская Федерация

ОБОЩЕНИЕ ДАННЫХ ПО ТЕПЛООБМЕНУ ПРИ ТУРБУЛЕНТНОМ ТЕЧЕНИИ ГАЗОВОЙ СМЕСИ С МАЛЫМИ ЗНАЧЕНИЯМИ ЧИСЛА ПРАНДТЛЯ В КАНАЛАХ РАЗЛИЧНОЙ ФОРМЫ

Аннотация

В статье представлен анализ данных по теплообмену в каналах круглой и треугольной формы при течении газовой смеси с малым значением числа Прандтля. Получена обобщающая зависимость.

Ключевые слова

Теплообмен, каналы различной формы, число Прандтля, число Рейнольдса, течение газов,

гидравлический диаметр, критерий Пекле.

Для повышения эффективности работы теплообменников особый интерес вызывают смеси газов с существенно различными молекулярными весами, с малым значением числа Прандтля Рг. Но имеются

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

проблемы в точности и надежности расчетов теплоотдачи для бинарной газовой смеси в диапазоне чисел Pr от 0,1 до 0,5. В частности, уточнение степени влияния начального участка для турбулентного режима течения в канале сложной формы при малых значениях числа Прандтля. Для турбулентного течения обычных газов, Pr > 0,6, длина начального участка не превышает 10 20 диаметров, при этом коэффициент теплоотдачи является функцией числа Рейнольдса Re. В работе представлены результаты анализа теплообмена в каналах круглой и треугольной формы при течении газовой смеси со значением чисел Pr в диапазоне 0,2 0,7.

В работе [1] представлены экспериментальные результаты по исследованию теплообмена в каналах круглой и треугольной формы при течении газовой смеси со значением Pr ~ 0,2. На рисунке 1 показаны значения числа Нуссельта для круглого и треугольного каналов для различных режимов течения (число Рейнольдса Re от 9000 до 50000).

" Иф||1 (Н-рмф.Ч!!!!!!!!!!,!!! ||||1|||:|||||||||||| |||Ч||1 |||,||||||||||||1М|1||||1М-|1М||||1|1 1|||1||| I

15 30 45 60 75 90 105 120 Рисунок 1 - Значения числа Нуссельта Nu [1] для круглого 03 и треугольного канала В.

Видно, что значение Nu зависит от расстояния от входа в канал x/Dг, где Dг - гидравлический диаметр канала. Расчетные значения № по формуле Тетельбаума [1] при Рг 0,23 и 0,7 и Re 9000 и 49000 показаны на графике двумя вертикальными линиями.

Анализ экспериментальных данных показал, что если учитывать критерий Пекле Ре = Re• Рг расслоение данных по критерию Прандтля не наблюдается. На рисунке 2 а показаны данные числа Нуссельта № ^е) на разных расстояниях от входа х^г, а на рисунке 2 Ь зависимость Nu от числа Пекле для круглого канала. Для каждого расстояния х^г можно определить единую зависимость Nu(Pe) для различных значений параметра Прандтля.

60

si 30 Z

о

5000 20000 35000 50000

Re, I-]

50

| I

а 30

Z

0 -1 ттттттутт^ттутггггр-гп—;—1—rTJTTTTTTTT^TTJTTTTTJT^T^TJTTTTTJTT"

1000 7000 13000 19000 25000 31000 Pe=Re'Pr, [-)

Рисунок 2 - Значения числа Нуссельта Nu [1] для круглого канала 03 при течении газовой смеси с

различным значением числа Прандтля Pr.

_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №03-1/2017 ISSN 2410-6070_

Влияние формы канала на теплообмен можно учесть, используя гидравлический диаметр Dr. На рисунке 3 показаны данные числа Нуссельта Nu для круглого и треугольного каналов, которые имеют одинаковый смоченный периметр сечения канала П, при течении газа с Pr = 0,23.

Рисунок 3 - Значения числа Нуссельта [1] для круглого и треугольного канала при течении газовой смеси со значением числа Прандтля Рг = 0,23.

На рисунке 3 а представлены данные зависимости Nu от Re, а на рисунке 3 Ь Nu от произведения Ке-л-Ог/П. Видно, что существует единая зависимость Nu(Re•л•Dг/П) для каналов круглой и треугольной формы.

Таким образом данные по теплообмену при турбулентном течении газовых смесей с низким значением числа Прандтля описываются зависимостью Ыи(¥) (рисунок 4), где ¥ = 1/Ре-х/Ог - безразмерный параметр. Данная обработка по теплообмену используется при ламинарном режиме течения обычных газов. Аппроксимационные кривые на графике при ¥ >1 соответствуют точным решениями для круглого и треугольного канала при ламинарном течении [2].

Рисунок 4 - Зависимость числа Нуссельта Nu [1] от безразмерного параметра ¥ для круглого и треугольного канала.

Список использованной литературы:

1. Накоряков В.Е., Макаров М.С., Петухов Ю.И., Витовский О.В., Елистратов С.Л. Тепловые процессы в потоках газовых смесей с малым числом Прандтля. // Новосибирск: Академиздат. - 2015. - 283 с.

2. R. K. Shah and A. L. London. Laminar Flow Forced Convection In Ducts (A Source Book for Compact Heat Exchanger Analytical Data). // N.Y.: Academic Press, Inc. - 1978. - 477 p.

© Елистратов С.Л., Слесарева Е.Ю., 2017