Теплоотдача (часть 3)
Экономичность

 

Отношение (5.54) отражает известную зависимость между числами Нуссельта и Рейнольдса, хотя в эту формулу входит число Рейнольдса для турбулентного потока. В большинстве случаев интенсивность турбулентности пропорциональна средней скорости, а ее линейный размер пропорционален размерам камеры сгорания, так что различие между двумя числами Рейнольдса мало.

Изменение процесса теплоотдачи во времени можно оценить с помощью уравнений (5.47) и (5.53). Когда толщина теплового пограничного слоя очень мала, Ch< 1 и тепловой пограничный слой полностью расположен в ламинарной области пограничного слоя потока. При этом в соответствии с (5.53) средний коэффициент переноса равен ламинарной проводимости, и из уравнения (5.47) следует, что толщина тепло­вого пограничного слоя увеличи­вается пропорционально квадрат­ному корню из времени.

Указанное изменение в поведении неустановившегося тепло­вого пограничного слоя частично отражено в результатах изме­рений Саммерса [89], заимствованных из работы Аннанда [90] и изображенных на рис. 5.14. Эти измерения проводились в ма­шине быстрого сжатия, поршень которой останавливался после прихода в ВМТ, опыты проводились как при горении, так и без горения. При быстром сжатии температура основной массы газа изменяется, как при изэнтропическом процессе, и при этом образуется очень тонкий пограничный слой. Когда движение поршня в ВМТ прекращается, пограничный слой увеличивается вследствие теплоотдачи в стенки, скорость конвекции при этом мала, поскольку газы не расширяются. Если бы они расширялись, увеличение теплового пограничного слоя было бы более быстрым из-за влияния скоростей расширения. Как видно из рис. 5.14, число Нуссельта начинает убывать пропорционально t~l/2,что соответствует ламинарному тепловому пограничному слою. Далее следует более заметное уменьшение числа Нуссельта, и для больших значений времени его убывание становится пропорцио­нальным t~°-2b.Такое изменение числа Нуссельта можно объяс­нить, если учесть уменьшение турбулентности и ослабление основного течения в камере. Поскольку турбулентность с тече­нием времени уменьшается, величина Chбудет убывать и средний коэффициент проводимости (см. уравнение (5.53)) станет меньше.

 

РЕКЛАМА

Новое на сайте