Matematyczny model przepływu płynu w wymienniku ciepła Contherm – Scraped surface

Przedstawiono prosty model matematyczny przepływu płynu w powszechnie stosowanym wymienniku skrobakowym, w którym szczeliny między łopatkami a ściankami urządzenia są wąskie, dzięki czemu opis przepływu w teorii smarowania jest poprawny.W szczególności analizowany jest stały, izotermiczny przepływ płynu newtonowskiego wokół okresowego układu obrotowych ostrzy zgarniacza w kanale z jedną nieruchomą i jedną ruchomą ścianą, gdy występuje gradient ciśnienia w kierunku prostopadłym do ruchu ścianki.Przepływ jest trójwymiarowy, ale rozkłada się naturalnie na dwuwymiarowy „poprzeczny” przepływ napędzany przez ruch graniczny i „wzdłużny” przepływ napędzany ciśnieniem.Wyprowadzane są pierwsze szczegóły budowy przepływu poprzecznego, aw szczególności obliczane są położenia równowagowe łopatek.Pokazano, że pożądany kontakt pomiędzy ostrzami a ruchomą ścianą zostanie osiągnięty pod warunkiem, że ostrza są obrócone wystarczająco blisko ich końców.Po osiągnięciu pożądanego kontaktu model przewiduje, że siły i momenty na łopatkach są pojedyncze, a zatem model jest uogólniany tak, aby obejmował trzy dodatkowe efekty fizyczne, a mianowicie nienewtonowskie zachowanie siły, poślizg na sztywnych granicach i kawitację w regionach o bardzo niskim ciśnieniu, z których każdy rozwiązuje te osobliwości.Na koniec omówiono naturę przepływu wzdłużnego.