Расчетные формулы, краткое их пояснение о описание метода измерений

Лабораторная работа №9

«Сопротивление поперечного обтекаемого пучка труб»

Выполнил: студент группы Э2 – С10

ФЭ факультета

Холькин И.А.

 

Проверил: к.т.н., доцент

Авдеев Е.Ф.

 

Обнинск 2012

Цель работы:

1.Определитькоэффициенты гидравлического сопротивления при поперечном обтекании пучка цилиндров при их шахматном расположении. Сравнить полученные опытные значения с расчетными.

2.Анализируя кривые распределения коэффициента давления по поверхности цилиндров, сравнить сопротивления цилиндров в рядах.

Схематический чертеж установки

1-вентилятор; 2-канал прямоугольной формы; 3-термоанемометр; 4-цилиндры; 5- резиновая трубка; 6- микроманометр; 7-заслонка.

 

Расчетные формулы, краткое их пояснение о описание метода измерений

Одной из задач динамического расчета теплообменных аппара­тов является определение величины потери давления теплоносителя при его протекании через аппарат. В теплообменниках чаще всего трубы, собранные в пучок с коридорным или шахматным расположени­ем, обтекаются продольно-поперечным или поперечным потоком.

Обтекание отдельных труб в пучке отличается от обтекания одиночного цилиндра, так как трубы, расположенные за первым ря­дом, обтекаются потоком с сильно неравномерным профилем скорости (течением в следе). Поэтому течение жидкости или газа при попе­речном обтекании пучка имеет достаточно сложный характер.

Сделать качественные выводы и сравнить сопротивления отдель­ных труб в рядах можно по распределению коэффициента давления р на поверхности трубы:

где р_i - давление в i-ой точке поверхности; р₁, V₁ - статическое давление и скорость в набегающем потоке.

Чем более кривая P = P(ε) несимметрична относительно угла ε=π/2, отсчитываемого от передней критической точки А, тем больше сопротивление отдельного цилиндра. Снижение сопротивления (кризис сопротивления) в случае одного обтекания по сравнению с другим обусловлено переходом ламинарного пограничного слоя в турбулент­ный на передней поверхности цилиндра и, как следствие, смешени­ем точек отрыва пограничного слоя к задней кромке тела.

По своей природе – это сопротивление давления и, следователь­но, если сопротивлением трения пренебречь, гидравлическое сопро­тивление пучка труб при поперечном обтекании можно отнести к типу местных сопротивлений. Падение давления в потоке при прохождении пучка можно записать в виде:

Таблица измеренных величин

	DL	Li k=0,2
L2	L3	т ц	1т.	2т.	3т.	4т.	5т.
t1=24,5°C				60,5
					51,5
	51,5				49,5

 

Атмосферное давление: P = 743,3 мм. рт. ст.

S=( 240х50)×10^-3 м, r_вод.= 998,2 кг/м³.