РД 24.035.05-89 Методические указания. Тепловой и гидравлический расчет теплообменного оборудования АЭС

     8.2. Режимы течения в каналах с отрывным обтеканием стенок

8.2.1. Структура течения в каналах с повышенной шероховатостью стенок, с турбулизирующими поток вставками, с поперечным расположением труб и в засыпках определяется характером развития и отрыва пограничных слоев, которые формируются на стенках обтекаемых тел. Процесс отрыва сопровождается возникновением турбулентных вихрей и интенсификацией теплообмена. Наличие по ходу потока большого количества дискретных элементов (выступы шероховатости, трубы, песчинки) приводит к постоянному чередованию зон отрыва и областей, где происходит восстановление пограничного слоя, и препятствует образованию единой структуры течения (ламинарная, турбулентная).

8.2.2. Ламинарное (безотрывное) течение в перечисленных в п.8.2.1 каналах имеет место при более низких числах Рейнольдса, чем в круглых трубах с гладкой поверхностью. Относительная величина шероховатости, начиная с которой проявляется ее влияние на переход к турбулентному течению, определяется формулой

.

Для труб с интенсификаторами величина изменяется в зависимости от степени шероховатости в пределах 2200500. Особо низкие значения (50) наблюдаются при поперечном обтекании труб и в засыпках.

8.2.3. При числах Рейнольдса больше имеет место течение со смешанной структурой пограничных слоев. Например, при поперечном обтекании труб в диапазоне чисел Рейнольдса 2·102·10 на фронтальной части трубы образуется ламинарный пограничный слой, а на тыловой - турбулентный. Как известно, при ламинарном течении , а при турбулентном , поэтому для поперечно обтекаемых пучков труб в данном диапазоне чисел Рейнольдса . Такой характер течения сохраняется и в засыпках.

8.2.4. При достаточно высоких числах Рейнольдса (для пучков 2·10 ламинарные участки пограничного слоя совершенно исчезают и течение приобретает чисто турбулентный характер. Для этих условий , где 0,8.