probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2019-21-3-4-22-26probener-920Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGОпределение локальных коэффициентов теплоотдачи на начальном участке обтекаемых телDetermination of local heat transfer coefficients at the entrance region of streamlined bodiesФараховТ. М.FarakhovT. M.

Фарахов Тимур Мансурович – кандидат технических наук, ведущий инженер.

Казань.

Timur M. Farakhov.

Kazan.

tvt_kgeu@mail.ruЛаптевА. Г.LaptevA. G.

Лаптев Анатолий Григорьевич – доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой технологии воды и топлива (ТВТ) КГЭУ.

Казань.

Anatoly G. Laptev.

Kazan.

tvt_kgeu@mail.ruИВЦ «Инжехим»РоссияEngineering-Promotional Center "Inzhekhim"Russian FederationКазанский государственный энергетический университетРоссияKazan State Power Engineering UniversityRussian Federation201918062019213-42226Copyright © Фарахов Т.М., Лаптев А.Г., 20192019Фарахов Т.М., Лаптев А.Г.Farakhov T.M., Laptev A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/920

Рассмотрена двухслойная модель турбулентного пограничного слоя Прандтля и применение полученного на ее основе выражения для расчета коэффициента теплоотдачи, результаты которого хорошо согласуются с экспериментальными данными   по   средним   значениям   коэффициентов   для   различных   тел.   Показано определение параметров данного выражения для случая расчета локальных коэффициентов теплоотдачи на начальных участках каналов. Основными параметрами являются динамическая скорость, безразмерная толщина пограничного слоя и безразмерная толщина вязкого подслоя. На основе степенного и логарифмического профилей скорости получены выражения для расчета безразмерных параметров турбулентного пограничного слоя. Показано удовлетворительное согласование результатов расчетов локальных коэффициентов теплоотдачи для пластины и трубы. Представленный подход является теоретической основой для моделирования локальной теплоотдачи для тел более сложной формы, если известны коэффициенты трения.

Prandtl’s two-layer model of the turbulent boundary layer is considered and the expression obtained through the use of the model is applied to calculate the heat transfer coefficient, calculations for which agree well with experimental data on mean values of the coefficients for various bodies. Determination of parameters of this expression is shown for the case of calculating local heat transfer coefficients in the entrance regions of the channels. The main parameters are  dynamic velocity, dimensionless thickness of  the  boundary layer  and dimensionless thickness of  the  viscous  sublayer.  Based  on  the  power-law  and  logarithmic velocity profiles, expressions are obtained for calculating the dimensionless parameters of the turbulent boundary layer. A satisfactory agreement of the results of calculations of loc al heat transfer coefficients for the flow over a flat plate and the pipe flow is shown. The presented approach represents a theoretical basis for modeling the local heat transfer for bodies of more complex shapes, if the friction coefficients are known.

локальная теплоотдачапограничный слойтурбулентностьвходной участокlocal heat transferboundary layerturbulenceentry regionРабота выполнена в рамках базовой части государственного задания в сфере научной деятельности (№13.6384.2017/БЧ).The work was performed within the framework of the basic part of the state task in the field of scientific activity (№13.6384.2017/BCH).ReferencesХрусталев Б.М. и [др.] Тепло и массообмен. Ч.1.; под ред. А.П. Несенчука. Минск: БНТУ, 2007. 606 с.Khrustalev B.M. and [et al.] Heat and mass transfer. Minsk: BNTU, 2007. 606 с.Молчанов А.М., Быков Л.В., Янышев Д.С. Трехпараметрическая модель турбулентности для высокоскоростных течений // Инженерно-физический журнал. 2018. Т. 91, №3. С. 720–727.Molchanov A. M., Bykov L. V., Yanyshev D. S. Three-parameter turbulence model for high-speed flows // Engineering-physical journal. 2018. Vol.91. №. 3. P. 720–727.Minakov A.V., Guzei D.V., Meshkov K.N., Popov I.A. Experimental ctudy of turbulent forced convecnion of nanofluid in channels with cylindrical and spherical hollows // International journal of heat and mass transfer. 2017. Т. 115. С. 915–925.Minakov A.V., Guzei D.V., Meshkov K.N., Popov I.A. Experimental ctudy of turbulent forced convecnion of nanofluid in channels with cylindrical and spherical hollows // International journal of heat and mass transfer. 2017. Vol. 115. P. 915–925.Leont`ev A.L., Kuzma-Kichta Y.A., Popov I.A. Heat and mass transfer and hydrodynamics in swirling flows (review) // Thermal Engineering. 2017. T.64, № 2. С. 111–126.Leont`ev A.L., Kuzma-Kichta Y.A., Popov I.A. Heat and mass transfer and hydrodynamics in swirling flows (review) // Thermal Engineering. 2017. Vol.64. № 2. P. 111–126.Кудинов И.В. Математическое моделирование гидродинамики и теплообмена в движущихся жидкостях. СПб.: Лань, 2015. 208 с.Kudinov I.V. Mathematical modeling of hydrodynamics and heat transfer in moving fluids. SPb. : Lan, 2015. 208 p.Маринюк Б. Расчеты теплообмена в аппаратах и системах низкотемпературной техники. М.: Машиностроение, 2015. 272 с.Marinyuk B. Calculations of heat transfer in devices and systems of low-temperature equipment. M.: Mashinostroenie, 2015. 272 p.Рудской А.И. Математическое моделирование гидродинамикии теплообмена в движущихся жидкостях. СПб.: Лань, 2015. 208 с.Rudskoy A.I. Mathematical modeling of hydrodynamics of heat transfer in moving liquids. Spb: Lan, 2015. 208 p.Лаптев А.Г., Башаров М.М., Фарахов Т.М. Тепло- и массоотдача в возмущенных турбулентных пограничных слоях // Труды Академэнерго. 2016. №1. С. 53–71.Laptev A.G., Basharov M.M., Farakhov T.M. Heat and mass transfer in a perturbed turbulent boundary layers // Trudyi Akademenergo. 2016. №1. P. 53–71.Лаптев А.Г., Башаров М.М. Математическая модель и расчет коэффициентов теплоотдачи в шероховатых каналах при турбулентном режиме // Инженерно-физический журнал. 2015. Т.88, №3. С. 656–662.Laptev A.G., Basharov M.M. Mathematical model and calculation of heat transfer coefficients in rough channels in turbulent regime // Engineering-physical journal. 2015. Vol. 88, №. 3. P. 656–662.Михеев М.А., Михеев И.М. Основы теплопередачи. М.: «Энергия», 1977. 344 с.Mikheev M.A., Mikheev I.M. Heat transfer basics. M.: Energy, 1977. 344 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.