izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"izmertech-1299Research ArticleТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯTHERMOPHYSIC MEASUREMENTSКритериальные уравнения для шара в области малых чисел РейнольдсаРумянцевА. В.albert37@list.ruГуськовК. В.noemail@neicon.ruБалтийский федеральный университет им. И. Канта, КалининградRussian Federation2012070220230104146Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1299

Проанализирован процесс конвективной теплоотдачи шара в области малых значений чисел Рейнольдса (Re ≤ 65). Показано, что в исследуемой области расчетные параметры существенно превышают полученные экспериментально вследствие физически неоправданного завышения вклада вынужденной конвекции в суммарную. Сделан вывод, согласно которому для указанной области должно формироваться отдельное критериальное уравнение вида, как минимум, квадратичного полинома по числу Рейнольдса.

The process of convective heat transfer from a sphere at low Reynolds numbers (Re ≤ 65) is examined. By comparing the parameters of convective heat transfer - heat transfer coefficient (or Nusselt numbers) found experimentally with those calculated from criterial equation we show that in the investigated region of Reynolds numbers these parameters are much higher than the calculated ones due to physically unjustified overstatement of the contribution of forced convection to the total. According to our conclusion for low Reynolds numbers a single criterial equation should be formed representing at least a quadratic polynomial for the Reynolds number.

расходомерконвекцияхарактерныерадиус и диаметркоэффициент теплоотдачикритериальное уравнениетемпература отнесениячисла ГрасгофаРейнольдсаНуссельтаflowmeterconvectioncharacteristic radius and diameterheat transfer coefficientcriterial equationreference temperatureGrashofReynoldsNusselt numbersReferencesРумянцев А.В., Харюков В. Г. Характерный размер шара в процессе конвективной теплоотдачи // Измерительная техника. 2011. № 5. С. 36–39.Румянцев А.В., Харюков В. Г. Характерный размер шара в процессе конвективной теплоотдачи // Измерительная техника. 2011. № 5. С. 36–39.Kramers H. Heattransfer from speheres to flowing media // Physika. 1946. V. 12. P. 347.Kramers H. Heattransfer from speheres to flowing media // Physika. 1946. V. 12. P. 347.Канцельсон Б. Д., Тимофеева Ф. А. Исследование конвективного теплообмена между частицами и потоком в нестационарных условиях // Труды Центрального котлотурбинного ин-та. 1949. Вып. 12. С. 119–157.Канцельсон Б. Д., Тимофеева Ф. А. Исследование конвективного теплообмена между частицами и потоком в нестационарных условиях // Труды Центрального котлотурбинного ин-та. 1949. Вып. 12. С. 119–157.Whitaker S. Forced convection heat transfer correlations for flow in pipes, past flatplates, singl cylinders, singl spheres and in flow in packed bedsand tube bunolles // AlChе J. 1972. V.18. № 2. P. 361–368.Whitaker S. Forced convection heat transfer correlations for flow in pipes, past flatplates, singl cylinders, singl spheres and in flow in packed bedsand tube bunolles // AlChе J. 1972. V.18. № 2. P. 361–368.Juge T. Theory of heat transfer of sphere in uniform stream at low Reynolds numbers // Rep. Int. Speed Mech. 1956. V. 6. № 56.Juge T. Theory of heat transfer of sphere in uniform stream at low Reynolds numbers // Rep. Int. Speed Mech. 1956. V. 6. № 56.Мак-Адамс В. Х. Теплопередача. М.: Металлургиздат, 1961. С. 20.Мак-Адамс В. Х. Теплопередача. М.: Металлургиздат, 1961. С. 20.Ползик В. В. Исследование гидроаэродинамики и теплообмена шара при обтекании потоком жидкости и газа в цилиндрическом канале: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1971.Ползик В. В. Исследование гидроаэродинамики и теплообмена шара при обтекании потоком жидкости и газа в цилиндрическом канале: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1971.Позвонков Ф. М. Конвективный теплообмен плавящегося шара. Сб.: Физика. Вып. 1, Алма-Ата, 1970.Позвонков Ф. М. Конвективный теплообмен плавящегося шара. Сб.: Физика. Вып. 1, Алма-Ата, 1970.Бузник В.М., Безломцев К.А. Обобщение экспериментальных данных по теплообмену естественной и вынужденной конвекций при обтекании тел // Труды Николаевского кораблестроительного ин-та. 1959. Вып. 19.Бузник В.М., Безломцев К.А. Обобщение экспериментальных данных по теплообмену естественной и вынужденной конвекций при обтекании тел // Труды Николаевского кораблестроительного ин-та. 1959. Вып. 19.Мартыненко О. Г., Соковишин Ю. А. Свободно-конвективный теплообмен. Справочник. Минск: Наука и техника, 1982. С. 193.Мартыненко О. Г., Соковишин Ю. А. Свободно-конвективный теплообмен. Справочник. Минск: Наука и техника, 1982. С. 193.Гребер Г. Г., Эрк С., Григуль У. Основы учения о теплообмене. М.: ИИЛ, 1958.Гребер Г. Г., Эрк С., Григуль У. Основы учения о теплообмене. М.: ИИЛ, 1958.Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники: Справочник. М.: Атомиздат, 1968.Чиркин В. С. Теплофизические свойства материалов ядерной техники: Справочник. М.: Атомиздат, 1968.Лыков А. В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978.Лыков А. В. Тепломассообмен: Справочник. М.: Энергия, 1978.Гольдштик М. А., Силантьев Б. А.О влиянии загромождения канала на движение в зоне отрыва за плоскообтекаемыми телами // Ж. прикладной математики и технической физики. 1967. № 1.Гольдштик М. А., Силантьев Б. А.О влиянии загромождения канала на движение в зоне отрыва за плоскообтекаемыми телами // Ж. прикладной математики и технической физики. 1967. № 1.Жукаускас А. А. Влияние физических свойств жидкости на гидродинамику и теплообмен продольно обтекаемой пластины // Труды АН Лит. ССР. Сер. Б. 1958. № 4 (16).Жукаускас А. А. Влияние физических свойств жидкости на гидродинамику и теплообмен продольно обтекаемой пластины // Труды АН Лит. ССР. Сер. Б. 1958. № 4 (16).Сибулкин М. Теплопередача вблизи передней критической точки тела вращения // Механика: сборник переводов. 1953. № 3.Сибулкин М. Теплопередача вблизи передней критической точки тела вращения // Механика: сборник переводов. 1953. № 3.Браун Т., Питс М., Лепперт И. Теплоотдача при вынужденной конвекции от равномерно нагретой сферы // Теплопередача. 1962. № 2.Браун Т., Питс М., Лепперт И. Теплоотдача при вынужденной конвекции от равномерно нагретой сферы // Теплопередача. 1962. № 2.Garder F. H., Keey R. B. Mass transfer from single solid spheres // J. Transfer at low Reynolds numbers. Chem. Eng. Sci. 1958. N 9.Garder F. H., Keey R. B. Mass transfer from single solid spheres // J. Transfer at low Reynolds numbers. Chem. Eng. Sci. 1958. N 9.Кудряшов Л. И., Ипатенко А. Я. Влияние свободного движения на коэффициент теплоотдачи при обтекании шара в области малых чисел Рейнольдса // ЖТФ. 1959. Т.29. Вып. 3. С. 275.Кудряшов Л. И., Ипатенко А. Я. Влияние свободного движения на коэффициент теплоотдачи при обтекании шара в области малых чисел Рейнольдса // ЖТФ. 1959. Т.29. Вып. 3. С. 275.Исатаев С. И. и др. Влияние естественной конвекции и загромождения канала на теплообмен шара в интервале чисел Рейнольдса от 10-2до 105 // Теплофизика и радиационная физика. 1979. Т. 2. С. 112.Исатаев С. И. и др. Влияние естественной конвекции и загромождения канала на теплообмен шара в интервале чисел Рейнольдса от 10-2до 105 // Теплофизика и радиационная физика. 1979. Т. 2. С. 112.Клячко Л. А. К вопросу о теплообмене между газом и шаровой поверхностью в условиях совместного действия свободной и вынужденной конвекций // Теплоэнергетика. 1963. № 4.Клячко Л. А. К вопросу о теплообмене между газом и шаровой поверхностью в условиях совместного действия свободной и вынужденной конвекций // Теплоэнергетика. 1963. № 4.Sing S. N., Hasan M. M. Free Convection about a sphere at small Grasgof number // J. Heat Mass Transfer. 1983. V. 26. N 5. P. 781–783.Sing S. N., Hasan M. M. Free Convection about a sphere at small Grasgof number // J. Heat Mass Transfer. 1983. V. 26. N 5. P. 781–783.Чень Т., Осин А., Тайн С. Л. Решение задачи о ламинарном пограничном слое в условиях свободной конвекции для шара // Труды Американского общества инженеров-механиков. Сер. С. Теплопередача. 1964. № 4. С. 81.Чень Т., Осин А., Тайн С. Л. Решение задачи о ламинарном пограничном слое в условиях свободной конвекции для шара // Труды Американского общества инженеров-механиков. Сер. С. Теплопередача. 1964. № 4. С. 81.Турмухамбетов А. К. Экспериментальное исследование теплоотдачи и влияния неизотермичности на сопротивление шара при малых числах Рейнольдса: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1974.Турмухамбетов А. К. Экспериментальное исследование теплоотдачи и влияния неизотермичности на сопротивление шара при малых числах Рейнольдса: Автореф. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук. Алма-Ата, 1974.Cotanceau M. Mouvement uniformedüne sphere dans ľ axe dün cylinder contenant unliquide visqueux // J. Mech. 1968. V. 7. N 1. P. 215.Cotanceau M. Mouvement uniformedüne sphere dans ľ axe dün cylinder contenant unliquide visqueux // J. Mech. 1968. V. 7. N 1. P. 215.

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