Интернет журныл о промышленности в Украине
11.14. ВЛИЯНИЕ ШЕРОХОВАТОСТИ СТЕНКИ ТРУБЫ НА ТЕПЛООТДАЧУ
Опубликовано: 19.10.2017
При ламинарном течении, когда теплопроводность во всех точках поток одинакова, термическое сопротивление слоя, текущего между бугорками шероховатости стенки, пренебрежимо мало, по сравнению с термическим сопро тивлением всей толщи потока. Не сказывается шероховатость стенки и на пиродинамических характеристиках ламинарного течения в связи с относительнс слабым изменением скорости около стенки.
Иначе обстоит дело с турбулентным потоком. В последнем наиболее сущест венные изменения скорости и температуры (при ) происходят в непо средственной близости к стенке, на расстояниях, которые могут быть соизме римы с высотой бугорков шероховатости. Как видно из рис. 11.3, при опреде ленных значениях Re (зависящих от относительной шероховатости ) шероховатость стенок трубы вызывает коренное изменение в зависимости гидра лического сопротивления от скорости течения. Это изменение в автомодельное области приводит к независисимости гидродинамических характеристик поток от молекулярного трения и в связи с этим от числа Re.
Однако на тепловые процессы молекулярный перенос продолжает влият; и при турбулентном течении в области квадратичного закона сопротивления Это влияние выражается через термическое сопротивление вязкого пристенного слоя, текущего между бугорками шероховатости и отделяющего собствен стенку от турбулентного ядра потока. Таким образом, граничные условия уравнениям движения и теплообмена при обтекании шероховатой новерхносп оказываются неодинаковыми. Распределение скоростей в этом случае существенно зависит от торможения потока на бугорках шероховатости. Распределена же температур зависит как от торможения потока (через поле скоростей), так и от теплопроводности в вязком подслое и в том случае, когда его толщина становится меньше высоты бугорков шероховатости.