Теплообмен на начальном гидродинамическом участке плоского канала с граничными условиями второго рода при ламинарном пульсирующем течении

Предложен метод решения задачи о теплообмене при пульсирующем квазистационарном течении в канале, основанный на использовании результатов расчета для стационарного течения. Данный подход применим при невысокой относительной частоте колебаний (для чисел Вомерсли меньше единицы). Решение системы стационарных уравнений движения и неразрывности и энергии на начальном участке плоского канала проведено методом конечных разностей с помощью итерационной неявной безусловно устойчивой схемы. Рассмотрены два способа вычисления среднего по периоду колебаний числа Нуссельта. Предложено разделить период колебаний на две части, в первой из которых жидкость движется от входа в канал к его выходу (прямое течение), а во второй части периода – в противоположном направлении (обратное течение), что целесообразно при использовании результатов расчета в практических приложениях. Показано, что увеличение теплоотдачи при наложении пульсаций расхода на ламинарное течение наблюдается лишь при больших значениях амплитуды колебания средней по сечению скорости, превышающих единицу. Исследовано влияние на число Нуссельта режимных параметров – безразмерной длины канала и числа Прандтля. Получено, что для относительно коротких каналов осредненные по длине и периоду колебаний числа Нуссельта могут до полутора раз превышать эти величины при стационарном течении. Показано, что результаты расчетов теплообмена при граничных условиях первого и второго рода близки друг к другу.