Рис. 4. Поперечная скорость в долях среднерасходной скорости, осредненная
по площади кольцевого слоя внутренней ячейки (Fr = 446) (
а
) и периферийной
ячейки (
б
)
по ходу часовой стрелки, что можно интерпретировать как возникно-
вение вихревого течения в диффузорном канале, создаваемом оребре-
нием.
Определенные по результатам численного эксперимента (средние
по площади кольцевого слоя толщиной, равной высоте ребер навив-
ки) значения тангенциальной скорости для Fr
= 446
приведены на
рис. 4,
а
. Отношение средней тангенциальной скорости (
v
ϕ
)
к сред-
нерасходной в пучке (
v
z
)
периодически изменяется с шагом, равным
T/
6
, в пределах от
1
,
0
·
10
−
1
до
1
,
25
·
10
−
1
. Средняя по объему коль-
цевого слоя толщиной, равной высоте ребер навивки, относительная
окружная скорость для всех стержней моделей практически не зависит
от числа Рейнольдса и обобщена выражением
v
ϕ
/v
z
= 4
,
046
Fr
−
0
,
59
±
15 %
.
(5)
Влияние числа Фруда на относительную амплитуду средней тан-
генциальной скорости для внутренних ячеек пучка описывается ап-
проксимационной формулой
Δ
v
ϕ
/v
z
= 0
,
173
Fr
−
0
,
45
±
11 %
.
(6)
Течение в периферийных ячейках в зазоре между периферийным
рядом стержней и внутренней поверхностью чехла отличается от те-
чения во внутренних ячейках. Вторичные течения, индуцированные
спиральными ребрами периферийных стержней, направлены против
хода часовой стрелки вдоль всех граней чехла, что приводит к фор-
мированию на периферии пучка кольцевого течения в направлении
навивки ребер стержней.
Распределение относительной окружной скорости вдоль стерж-
ней периферийных ячеек, представленное на рис. 4,
б
, показывает ам-
плитуду изменения поперечной скорости, составляющую
∼
0
,
055
для
Fr
= 409
и
∼
0
,
025
для Fr
= 2056
. Периферийное кольцевое течение
повторяется вдоль пучка с периодом, равным
T/
2
.
66 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2013. № 4
