Представлена простая математическая модель течения жидкости в обычном типе скребкового теплообменника, в котором зазоры между лопатками и стенками устройства малы, так что описание течения, основанное на теории смазки, справедливо.В частности, анализируется стационарное изотермическое течение ньютоновской жидкости вокруг периодического массива поворотных скребковых лопастей в канале с одной неподвижной и одной подвижной стенкой при наличии градиента приложенного давления в направлении, перпендикулярном движению стенки.Поток является трехмерным, но естественным образом распадается на двумерный «поперечный» поток, движимый движением границы, и «продольный» поток, движимый давлением.Выведены первые детали структуры поперечного течения и, в частности, рассчитаны положения равновесия лопаток.Показано, что желаемый контакт между лопастями и движущейся стенкой будет достигнут при условии, что лопасти повернуты достаточно близко к своим концам.Когда желаемый контакт достигнут, модель предсказывает, что силы и крутящие моменты на лопастях являются сингулярными, поэтому модель обобщается и включает три дополнительных физических эффекта, а именно неньютоновское степенное поведение, проскальзывание на жестких границах и кавитацию. в областях очень низкого давления, каждая из которых разрешает эти сингулярности.Наконец, обсуждается природа продольного течения.
Время публикации: 22 июня 2021 г.