Расчет теплоотдачи и сопротивления при турбулентном режиме течения в круглой трубе гелия при сверхкритическом давлении

Представлены результаты численных расчетов теплоотдачи и сопротивления при турбулентном течении в обогреваемой круглой трубе гелия сверхкритических параметров состояния. Расчеты выполнены в условиях отсутствия влияния термогравитации при сильной переменности физических свойств по сечению трубы (отношение плотностей при температуре стенки и при среднемассовой температуре до $0,1$). Диапазон изменения параметров: давление $P\simeq 2,45$–$20$ бар, числа Рейнольдса $\rm{Re}=5 \cdot 10^3$–$10^6$, температуры на входе в трубу $T_0 = 4$–$6$ K, температуры стенки до $25$ K. Расчеты показали, что с повышением плотности теплового потока на участке трубы, где среднемассовая температура близка к псевдокритической, изменение температуры стенки по длине принимает пикообразную форму (ухудшение теплоотдачи). Результаты расчетов теплоотдачи хорошо (в пределах точности эксперимента) согласуются с известными экспериментальными данными. Данные по локальным коэффициентам сопротивления свидетельствуют о значительном вкладе в гидравлическое сопротивление сил инерции и о возможности большой ошибки при определении этого вклада по одномерной модели.