О ТЕПЛООБМЕНЕ В СДВИГОВОМ ЛАМИНАРНОМ ПОТОКЕ МЕЖДУ ВРАЩАЮЩИМИСЯ КОАКСИАЛЬНЫМИ ЦИЛИНДРАМИ

Экспериментально изучен теплообмен в ламинарном потоке в зазоре между вращающимся и неподвижным коаксиальными цилиндрами. Эксперимент показал, что подвод внешнего тепла, а также разогрев установки за счет диссипации практически не влияют на распределение избыточного давления в щелевом зазоре. Полученный результат указывает на автомодельный режим изменения температуры в движущейся воздушной среде. В ходе экспериментов на графиках зависимости температуры от времени при переменной скорости вращения внутреннего цилиндра были обнаружены угловые точки, при переходе через которые наблюдается аномальное изменение температуры. При увеличении скорости вращения внутреннего цилиндра возникают аномалии лямбдатипа. При замедлении, наоборот, происходит V-образный разворот. Наличие угловых точек, где первая производная температуры по времени терпит разрыв первого рода, указывает на существование скачкообразных переходов в закономерностях теплообмена при переходе скорости вращения внутреннего цилиндра через некоторое критическое значение. По замерам при увеличении и уменьшении скорости вращения переход наступал примерно в диапазоне одних и тех же угловых скоростей 545–650 с–1. Числа Рейнольдса и Тейлора, соответствующие указанным скоростям вращения, соответственно равны Re = 245–293 и Ta = 22–26, что намного меньше критического числа Рейнольдса Reкр = 3960 перехода ламинарного течения в турбулентное и критического числа Такр = 41,3 потери устойчивости с возникновением вихрей Тейлора. Возникновение разрывов объясняется изменением кинетики межмолекулярных взаимодействий в связи с переходом от молекулярного к фононному механизму переноса. 

1. Тютюма, В. Д. Решение тепловой задачи в сдвиговом потоке локально-неравновесного течения вязкой жидкости / В. Д. Тютюма // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 4. – С. 106–109.

2. Коган, М. Н. Динамика разреженного газа / М. Н. Коган. – М.: Наука, 1967. – 440 с.

3. Тютюма, В. Д. Концептуальные особенности построения теории вязких течений сжимаемых сред / В. Д. Тютюма // Инженерно-физический журн. – 2012. – Т. 85, № 2. – С. 333–335.

4. Тютюма, В. Д. Экспериментальное подтверждение модели локально-неравновесного течения вязкой жидкости / В. Д. Тютюма // Докл. Нац. акад. наук Беларуси. – 2014. – Т. 58, № 6. – С. 107–111.

5. Бурцев, С. А. Исследование влияния диссипативных эффектов на температурную стратификацию в потоках газа (обзор) / С. А. Бурцев, А. И. Леонтьев // Теплофизика высоких температур. – 2014. – Т. 52, № 2. – С. 310–322.

6. Шлихтинг, Г. Теория пограничного слоя / Г. Шлихтинг. – М.: Наука, 1974. – 712 с.