Узбекистан академия наук республики узбекистан

 
Рис. 1. Экспериментальный стенд для визуализации обтекания воздушным потоком 
металлической стружки. 
Резиновая соединительная гибкая трубка 5 имеет диаметр 15 мм, длину 400 мм. 
Стеклянный накопитель-сосуд 8, цилиндрической формы, объёмом 0,01 м
3
. Рабочий 
участок 11 представляет собой коробку с осевыми отверстиями, верхнее и однобаковая 
часть, которой имеет стеклянное покрытие, для фиксации прохода воздуха 4, полученного 
за счет изменения из твердого состояния сухого льда 2 в газообразное при реакции с водой 
1. 
Стенд работает следующим образом: при закрытом состоянии вентиля 9 и при 
открытом 7, воздух притягиваемый вентилятором 6, проходя через соединительный шланг 
5 поступает в стеклянный накопитель 8. После накопления воздуха нужной концентрации 
и необходимого количества его в стеклянном накопителе 8 закрывается вентиль 7 и 

---

264 
останавливается вентилятор 6. Далее включается вентилятор 10 и открывается вентиль 9 и 
воздух поступает в рабочее пространство 11, и обтекая металлическую стружку 12 выходит 
из рабочего пространства [1]. 
Перед началом проведения эксперимента проверяется уровень воды в колбе. Далее 
проверяется рабочее состояние вентилей и вентиляторов, после проверки вентилей они 
должны оставаться открытыми. Далее сухой лед помещают в воду, включается вентилятор 
6 и закрывается вентиль 9. После достижения нужной плотности воздуха в накопителе 
закрывается вентиль 7, открывается вентиль 9 и включается вентилятор 10. Воздух подаётся 
в рабочий участок. После фиксации видеокамерой обтекания воздухом металлической 
стружки в канал подаётся новая порция воздуха. После проведенных исследований все 
участки отключаются в обратном порядке. 
Для исследования и фиксации физического механизма обтекания воздушным 
потоком металлической стружки использовалась высокоскоростная видеокамера NikonD 
90, оснащенная оптической системой Nikon 18 - 105 mmF / 5.6GAF-SEDDXVRNikkor. 
Экспериментальный участок освещался светодиодной лампой мощностью 5 Вт.
При расчете числа Рейнольдса Re
D
принималась средне расходная скорость потока. 
В качестве определяющего размера выбран эквивалентный диаметр канала D
Э
=4F/П=0,084 
м, где F-площадь поперечного сечения канала 
𝐹 = 0,073 ∙ 0,1 = 0,0073 м
2
, а П-периметр 
0,346 м. Эксперимент проводился при скоростях воздушного потока от 0,2 до 1.6 м/с что 
соответствует числам Рейнольдса 1120÷9000. 
В воздушном потоке при числах Рейнольдса 
Re
= 2224 наблюдается переходный 
процесс от ламинарного к турбулентному течению. С увеличением числа Рейнольдса на 
задних по потоку выступах стружки начинают формироваться вихри, которые вместе с 
основным потоком обтекают выступ. Присоединение потока к выступу происходит над 
зоной рециркуляции образовавшейся на передней по потоку кромке выступа. В опытах при 
скоростях воздушного потока 
v
=1.0 м/с что соответствует числу Рейнольдса 5600 и выше 
наблюдались большие смерчи воздушного потока в местах где металлические стружки 
близко расположены к выступам V-образной гофрированной поверхности. В передней 
части выступов металлической стружки наблюдалась (рис. 2), малая толщина пограничного 
слоя, что приводит к максимальному коэффициенту теплоотдачи.
а) 
б) 
с) 
д) 
е)