Узбекистан академия наук республики узбекистан

 
 
(6) 
Данная формула удовлетворительно согласуется с результатами эксперимента, до 
того момента, пока высота турбулизаторов существенно меньше толщины слоев жидкости 
или газа, оказывающих основное термическое сопротивление. Увеличение чисел Re и Pr 
сопровождается ростом теплообмена. В представленном обзоре по интенсификаторам 
теплообмена [1] рассмотрены основополагающие принципы интенсификации теплообмена. 
которые базируются на результатах анализа структуры пограничного слоя. При 
турбулентном течении высота элемента шероховатости должна обеспечить разрушение или 
обновление и пристенной зоны потока толщиной 
𝑦
+
= 70
, в которой теплопроводность 
является определяющим показателем, вносящим существенный вклад путем 
теплопереноса. Так как в ламинарном потоке коэффициент теплоотдачи записывается 
формулой 
𝛼 = 𝜆/𝛿
( λ – коэффициент теплопроводности δ – толщина теплового 

---

268 
пограничного слоя) откуда следует, что для увеличения теплообмена в канале нужно 
уменьшать толщину теплового пограничного слоя (которая для газов приблизительно равна 
толщине гидродинамического слоя). В обзоре также подчеркивается, что сложна 
гидродинамическая картина течения и недостаточная изученность механизмов переноса 
импульса, массы и тепла в каналах с выступами обусловили применение эмпирических 
расчетных соотношений для достоверного расчета проектируемых теплотехнических 
устройств. Результаты большинства экспериментальных работ по исследованию влияния 
выступов на теплообмен в канале показало, что «плавный профиль» выступов снижает 
сопротивление потока 
𝜀̅
- на 15-30% а эффективность теплообмена на 15%. Следовательно, 
фактор профиля незначительно влияет на величину теплоотдачи в канале (при наличии 
отрыва потока) и в большей мере усиливает сопротивление потока. В настоящее время 
многие исследования, касающиеся интенсификации теплообмена в каналах с 
турбулизаторами носят экспериментальный характер, например, визуализация течений, 
термоанемометрические исследования по структуре потока, математические эксперименты 
на численных математических моделях, определенно влияют на турбулентность внешнего 
течения. Заслуживает особого интереса приведенная в указанном обзоре информация о том, 
что в прямоугольном канале с противолежащими поперечными выступами на двух
противоположных стенках в турбулентном потоке выступы, установленные под 
углом ϕ 
∠
90
0
с относительно продольной осью канала (направление движения потока) 
позволяют добиться более высокой интенсивности и теплоотдачи в канале, чем при строго 
поперечных выступах при ϕ = 90
0
, максимум величин равен 
𝑁𝑢
̅̅̅̅, 𝜀̅
и соответствует при этом 
ϕ = 60 - 75
0
.
Однако, в этом случае, выступы при углах атаки к потоку ϕ 
∠
90
0
вносят в поток 
элемент закрутки течения, смещают поток к боковой (гладкой) стенке и приводят к тому, 
что поток ударяясь об стенку канала вызывает резкое увеличение сопротивления. Поэтому 
соотношение интенсивностей теплообмена и сопротивления для скошенных выступов 
значительно ниже, чем для поперечных (ϕ = 90
0
), например, 
𝑁𝑢60
𝜀60
𝑁𝑢90
𝜀90
= 0,83
. Если поперечные 
кольцевые, скошенные выступы расположены в горизонтальной круглой трубе, то как 
показывают результаты визуализации течения, в поперечном сечении трубы организуется 
вторичная циркуляция среды в форме парного вихря, рис 1.