DE1934246A1 - Grenzschichtenkontrolle fuer Fliessabtrennung und Waermeaustausch - Google Patents

Grenzschichtenkontrolle fuer Fliessabtrennung und Waermeaustausch

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DE1934246A1
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    • Y10S415/914Device to control boundary layer

Description

Priorität i vom 9. Juli 1968 in USA unter der Serial Nq. 743
Die Erfindung betrifft eine G-renzschlchtenkontrOlle für die Verzögerung und Verlagerung einer lließabtrennung bzw» zur Steigerung der Wärmeaustauschgeschwindigkeit über eine gekrümmte flufikontrolloberfläche wie einen Stromlinienkörper, ein Tragflügelprofil oder dgl., inabesondere für dieVerwendung bei an der-Oberfläche erzeugten oder durch die Oberflache verstärkten Wirbeine
Vorbekannte Grenzschichtenkontrollaysterne verwendeten
.. ■ " : 9098i4/1229 - ; .. '■
häufig Windflügel oder dgl., die senkrecht zur Ober- ■ fläche aufgestellt und gegenüber der Fließrichtung für die Erzeugung der Wirbel schräggesteilt wären, -Die Wirbel werden an den Rändern der Flügel erzeugt, die nahe der Außenkante der Grenzschicht liegen, so
-sen . . daß ihre Energie von dem aufliegenden Strom bezogen wird. Infolgedessen wird der Energieverlust größer' und das aerodynamische Geräusch intensiver als bei der Erfindung,bei welcher die W£bel in zur Oberfläche viel näheren Bezirken erzeugt und verstärkt werden,wo die Geschwindigkeiten niedrig sind. Bei solchen vorbekannten Vorrichtungen wird der ganze Wirbel an-der"Flügel* kante ohne physikalischen Mechanismus zur Verstärkung der erzeugten Wirbel hervorgerufen. Obgleich die so erzeugten Wirbel wirksam sind, bilden sie sich oft unter Aufwand von Gewicht, Kosten, Geräuscherzeugung und Energieverlust. · . -
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung.in der Grenzschicht zur Bildung und Konzentrierung der Verwirbelung zu stromlinienförmigen Wirbeln und die Vorrichtung dient ferner zur Verstärkung der'Intensität, wenn die Wirbel längs der Oberfläche fortschreiten, um eine Verzögerung in der Fließtrennung zu bewirken.
Vfenn ein Fließmittel mit einer Viskosität an einer Oberfläche vorüberfließt,mit der es in Kontakt steht, so wird
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bekanntlich die Geschwindigkeit des-Fließmittels in dem Bezirk nahe der Oberfläche durch Reibung reduziert, und es bildet sich eine Fließmittelschicht, die eine niedrigere Geschwindigkeit hat als der angrenzende Strom. Diese Schicht.von niedriger Geschwindigkeit wird als Grenzschicht bezeichnet,und die Dicke der Grenzschicht ist normalerweise durch den Punkt definiert an dem sich das FlieSmittel bei Of99 der Geschwindigkeit des Hauptstromes bewegt. Wenn dieses Fließmittel aus einem Bereich niedrigen Druckes in einen Bereich hohen Druckes fließt, wie z.B. über eine Tragfläche oder einen Stromlinienkörper bzw. durch einen Diffusor, so zwingt die Wirkung des Druckes es zu einer Verzögerung des Fließmittelflusses. Wenn diese Verzögerung stark genug wird, um den: Fluß des langsam^fließenden Mittels in der Grenzschicht anzuhalten und umzukehren, erfolgt eine Flußtrennung. Im Zusammenhang mit Flügelkörpern ist die Flußtrennung über einen großen Teil der oberen Oberfläche als Abrutschen bekannt.
Wie oben erwähnt, sind Wirbel eraeugt worden, um eine Vermischung des Hauptströmungsflusses mit der Grenzschicht zu bewirken ,um die Flußtrennung zu verzögern« Strömlinienartige Wirbel in der Grenzschicht, die sich in den angrenzenden Fließbereicä. erstrecken, verursachen eine Überführung des Stromlinienmomentes von dem äußeren Fluß su der Grenzschicht, die unmittelbar der festen
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Oberfläche angrenzt, so daß dem Einsatz der Fluß- . ; trennung entgegengewirkt und dieser verzögert wird· Zur Verzögerung der Stromlinienwirbel macht die Er-
findung Gebrauch von dem als "Taylor-Goertler Instabilität" bekannten Effekt, der zur stromlinienartigen Wirbelerzeugung führt, wo ein Fließmittel zur Strömung über eine konkave Oberfläche gebracht wird. Eine zweite oder folgende konkave Oberfläche in richtigem Abstand führt zur Verstärkung des Wirbels.
Die Erfindung gebraucht eine wellenförmige Oberfläche mit Oberflächenelementen solcher Amplitude, Wellenform, Wellenlänge, Neigung zur Fließrichtung und solcher stromlinienförmigen und seitlichen Verteilung dieser Eigenschaften, daß sich in der Grenzschicht und benachbarten Fließregion Stromlinienwirböl bilden und dann verstärkt werden zu dem Zweck, das Einsetzen der Flußtrennung b^ei geringstem zu erwartenden Energieverlust, Strömungswiderstand und Geräuscherzeugung-zu vermeiden oder zu verzögern. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise auf jegliche Oberfläche in einem oder aufstromaeitig eines Bezirks eins et zencler Flußtrennung angewand werden* wie z.B. bei Flugzeugflügeini Hubschrauber-' rotoren, Propellern, Stator- und Rotorschaufeln von Kompressoren und Turbinen* Gebläsen, Diffuseren, Krümmungen und: unregelmäßigkeiten in Flußdurchgängen, Motoreinlässen, Verkleidungen und dgl.
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Die Anwendung des Erfindungsgedankens auf die Kontrolle der Verteilung der Wärmeaustauschgeschwindigkeit zwischen einer Oberfläche und einem· äußeren fluß beruht auf der Wechselbeziehung- zwischen·der Wärmeaustauschgeschwindigkeit und der Oberflächenreibung. - ·
Demgemäß'ist es ein wesentliches Ziel der Erfindung eine Fließkontrolloberfläche' zu schaffen, in der Wirbelgenera-'<■ toren innerhalb der Grenzschicht angeordnet sind und Wirbel nahe der Oberfläche bilden und in solcher Weise angeordnet sind, daß die Wirbel in einer Stromlinienrichtung verstärkt werden,, Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung,mittels welcher öberflächenerzeugte'Wirbel durch Anwendung einer oder mehrerer aufeinanderfolgender die Schichtlinienwirbel verstärkender Oberflächen verstärkt werden, die entweder Hocker oder Vertiefungen sein können. Noch ein anderes Ziel der Erfindung besteht in der Ausnutzung von Taylor-Goertler-Wirbel zusammen mit deren Verstärkung und GrenzSchichtenkontrolle der Flußtrennung bei einer Flußkontrolloberfläche. Diese und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung.
Figo Ί ist eiie"perspektivische Ansicht der Wirbelverstärkung durch Fluß über eine konkave Oberfläche,
Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Tragflächenprofils nach der Erfindung , ' - \ "
Fig. 3 ist eine vergrößerte isometrische Ansicht einer
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■ - β- -■ ■■■ ■:■' '■: i . .■;■■.-■■
Oberfläche, die mit einer Elementenreihe gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ge- --.-*' formt'ist und die Oberflächenentwicklung strom-- ' linienförmiger Wirbel mit abschließender Verstärkung ■ zeigt, " ''" ■'"·■""■"'■- - ■·■■ ■■■""""" ' ' ■ ;" ■-' Fig. 4 ist eine weitere vergrößerte "isometrische Oar-8teilung eines Bruchstückes eines der Öberflächenelemente der Pig»3,
Pig.4A ist eine Draufsicht auf einen Teil der fig. 3, -■-'-■' Pig. '-5 ist die Projektion der Stromliinie e-ine'r Ebene
senkrecht zur Achse eines Oberfläöhenelenientes, Fig. 6 ist eine Übersichtsskizze vorteilhafter Reihen von Elementen entweder von Kuppenform oder Mapfform angebracht auf einer Oberfläche gemäß der -Erfindung.,."' - ;
Pig* 7a bis 7e zeigen eine Reihe von Längsschnitten durch zweckmäßige erhöhte Oberflächenelemente beiapielsweise gemäß Linie 7 - 7 der Pig. 6 ,
Pig. 8a bis e zeigt eine Reihe zweckmäßiger Querschnitte von erhabenen Oberflächenelementen beispielsweise nach Linie 8-8 der Pig, 6,
Pig, 9 ist ein Querschnitt einer Reihe napffb'rmiger Oberflächenelemente,
FigeSA ist eine vergrößerte Draufsicht .gesefea längs der Linie A - A der Pig. 9,
Pig.10 zeigt die Anwendung der Erfindung auf ein Flugzeug, Pig,11A und 11B sind eik Querschnitt und ©ine Perspektivan-^ ■■*■ * sioht eines Teils eines Plügela bzw. eines Zwischen-
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. flÜgelS,. ; .'..;·, \ . . ■
Pig. 12A und 12B zeigen entsprechende Teile der Pig." 11
mit dem Zwischehflügel in abgeschwenkter Stellung, Fig. 13 zeigt schematisch die Anwendung der Erfindung auf
einem Kompressor einer Turbinenschaufel oder Gebläseschaufel und erläutert auch die Art und Weise , in der die Erfindung auf eine Hübschrauberrotorschaufel oder dgl· angewendet werden kann,
Fig. 14 zeigt die Anwendung der Erfindung auf einen" Diffusor* Fig. 1.5 zeigt schematisch die Verwirklichung der Erfindung bei einem Wärmeaustauscher,,
Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung wird gemäß Pig· 1 eine Reihe stromlinienartiger Wirbel 20 von abwechselnder Drehrichtung von der in Richtung des Pfeiles 21 über eine konkave Oberfläche 22 fließenden Luft gebildet oder entwickelt. Die Wirbel 20 haben eine langsame Geschwindigkeit d*>s Viskositätsabfalles und werden nur schwach gedämpft ,wenn sie über eine nachfolgende konvexe Kurvenfläche streichen. Eine zweite konkave Oberfläche 22 in Fließrichtung 21 führt zu einer Verstärkung der Wirbel 20. Wenn also bei einer gegebenen Oberfläche die Well-enamplitude·> "■ Wellenform, Wellenlänge, Heigung zur Fließrichtung und strpmlinienartige und seitliche Verteilung am güiiatigsteii sind, können die Wirbel 20 zur Erzielung einer größten ; " nutzbaren Verstärkung nach Durchlauf eines gegebenen Ab- \ . Btandes längs einer solchen Wellenoberfläche gebracht werden."
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Fig. 2..zeigt im Querschnitt eine frag- oder Vorschubfläche z* B. ein Sragflügelprofil 23 mit einer oberen Wellenfläche 26 schematisch dargestellt* auf der eine Reihe getrennter Oberfläöhenelemente durch konkave Segmente oder Eindrückungen 28 mit nachfolgenden konvexen Segmenten 29 bestimmt ist« Dadurch ergibt eich eine in Abstand liegende Reihe konkaver !Feile für Wirbelerzeugung und -Verstärkung getrennt von einer entsprechenden Reihe konvexer !Teile, über denen die verstärkten Wirbel nur wenig geschwächt werden.
Sin weiteres Beispiel eines Wellenelementaufbaues^iittels dessen Verwirblung innerhalb der Grenzschicht konzentriert und zur Bildung von Stromlinienwirblern 20 gerichtet werden kann, ist in Fig. 3 gezeigt und in Pig» 4 und 5 erläutert. Die Oberfläche 30 ist mit einer Reihe halbzylindrischer buckel-oder wellenartiger Elemente . ausgebildet, die allgemein quer zur Strömungsrichtung des Fließmittele liegen, wie durch die Pfeile 33 erläutert ist. Die Elemente 32 sind abwechselnd oder winkelversetzt zu den Abschnitten 32a, b, c usw. ungefähr zick-zack-förmig angeordnet, so daß ihre leitkanten 34 senkrecht zur Fließrichtung liegen, aber eine gewisse Neigung dazu haben. Auf diese Weise wird die Bildung von Wirbeln entgegengesetzten Kennzeichens gewährleistet.
Der Fluß über die vorderen und rückwärtigen Böschungen
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der Wellehelemen'te 32y ist' derart, daß die Verwirbelung der Grenzschicht zu einer" Wirbelfolie 35 über der Leeseite 36 der Wellenelemente'32 konzentriert wird, wobei die Drehrichtung der Folien von einem Abschnitt zum anderen wechselt. Da die so gebildete Wirbelfolie unstabil ist, rollen sich die Pollen hinter jedem Element zu einer Reihe von Wirbeln 20 von abwechselnder Drehrichturig auf, wie in Figβ 3 gezeigt ist.
Die so gebildeten Wirbel werden in die von der Lee- oder Schleppoberfläche36, der Leitoberfläche des folgenden Elementes' 32 und der Zwischenfläche 30 gebildeten konkaven Tätern verstärkt. Jegliche Neigung der folgenden Wellenbuckel zur Hervorrufung eines Verfalls wird aufgewogen durch dieselbe Neigung zur Konzentrierung der Verwirbelung, die sich bei der ursprünglichen Bildung der Wirbel achtern von den Leitbuckeln ergibt. Die Verstärkung ist in Fig. 3 durch Straffung der Spiralen über den nachfolgenden Buckeln der Elemente 32 in Fig. 3 anschließend an ihre Bildung dargestellt. Die Wirbel 20 sind wirksam zur Förderung der Grenzschichtvermischung in genau derselben Weise, wie durch die Wirbel, die von bekannten Schaufeln oder Flügeln erzeugt werden, jedoch unter Verminderung von Energieaufnahme, Geräusch und Rücktriebβ
Die seitliche Versetzung der geneigten Segmente 32a, b, c und so weiter, ist bezüglich der entsprechenden gleich-
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- ίο-
artigen Segmente in den vornergenden und folgenden Elementen in solcher Weise angeordnet, daß ein gegebener Wirbel immer bestrebt ist über ein Element 32 zu streichen," das in derselben Richtung abgekantet bzw. abgeschrägt ist. Ein in entgegengesetzter Richtung abgeschrägtes Element 32 würde zu einer Dämpfung statt zu einer Verstärkung des v/irbels führen. Ferner wird das Bestreben von Wirbeln derselben Drehrichtung zum Einrollen in einen einzigen Wirbel und umgekehrt das Bestreben von V/irblern entgegengesetzter Richtung,angrenzend an eine Oberfläche zur Trennung voneinander, die Wirbel zu denenjenigen Wellenelementen 32 führen, die in der Richtung verkantet sind , um ihre Stärke zu vergrößern. Der Fluß wird so automatisch des Bestreben haben, Fehlabgleichungen in der Staffelung der Elemente in aufeinanderfolgenden Reihen zu kompensieren.
Zum besseren Verständnis der Art und Weise in welcher der Wirbel durch ein buckeiförmiges Oberflächenelement 32 erzeugt wird, kann auf Fig. 4> 4A und 5 Bezug genommen werden. Eine Stromlinie 40 ist an der Außenkante der Grenza-chient, eine Stromlinie 42 iat benachbart zur Oberfläche aufstromseitig von dem Buckel,und eine Stromlinie 43 ist (anfänglich) angrenzend an die Oberfläche 36, abstromseitig von dem Buckel. Die Druckuntersohiede y die durch den Fluß über den Buckel bedingt sind, rufen Ablenkungen dieser Stromlinien in folgender Weise hervor* Wenn die Oberflächenetromlinie 42 sich der Aufstromkante
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34 des Wellenelementea nähert, wird sie in Sichtung einer Parallelität mit der Kante 34 abgelenkt. Wenn sie über daa Element 32 geht, nimmt ihre Abbiegung abj bis das Druckminimum erreicht ist, und ihre Ablenkung nimmt wieder zu, wenn sie sich der Linie 46 der Flußumkehr der sehnenartigen Komponente nähert, wo sie sieh von der Oberfläche abhebt. Die äußere Stromlinie 40, die denselben seitlichen Druchgradienten wie Linie 42 ausgesetzt ist, biegt in derselben Weise jedoch in viel kleinerem Maße ab, weil das Moment des äußeren Flusses viel größer ist als benachbart zur Oberfläche* Die Oberfläehenstromlinie 43 lenkt ebenfalls mit der Wellenneigung aus, und wenn die sehnenartige Komponente des Druclgradienten groß genug ist, kehrt die Sehnenkomponente des Flusses um, und die Stromlinie43 hebt sich von der Oberfläche an ihrem Punkt in der dichtesten Annäherung an die Linie 46 ab.
Die Projektionen der Stromlinien auf die Sehnenebene senkrecht zur Oberfläche, d.h. die Ebene senkrecht zur Achse des Elementes 32, werden dann uie in Fig. gezeigte übliche G-estalt für die Umkehr der Sehnenkomponente des Flusses haben. Die Amplitude, Verkantung und Wellenlänge des Elementes 32 sind so ausgelegt, daß eine genügend große feldweite Flußkomponente geschaffen wird, daß die Richtung des Gesamtflusses gegenüber der äußeren Stromlinie 40 nicht umkehrt. Deshalb braucht kein turbulenter Abstrom mit begleitendem hohen Energie-
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verlust, wie er die gewöhnliche Folge der Flußabtreniiung igt, an der Jjeeseite 36 dee Elementes 32 aufzutreten. Die Wirbelfolie 35,die sieh bildet, wo linien 40, 42 und 45 dieselbe Sehnenebene gehneiden,wie in fig* 4Λ dargestellt» wickeln sich zu dem Stromlinienwirbeln 20 auf, der in Fig, 3 gezeigt ist.
Die Taylor-^oertler^Flußinstabilltät in einer Grenzschicht * auf einer konkaven Oberfläche ergibt sieh aus dem Umstand, daß bei Verlagerung eines Strömungsmittelelementea im Grleichgewich.t (d,h, Zentrifugal- und Druckkräfte sind gleich) senkrecht zu den Stromlinien die Rückstellkraft (die Differenz zwischen Zentrifugal- und Druckkräften an der neuen Stelle) negativ ist, d.h. in Richtung zur Verlagerung des Elementes weiter fort von seiner GleicJige* wichtsstellung. Die Theorie zeigt, daß infolge der Instabilität des Flusses über eine konkave Oberfläche j die Reihe der Wirbel 20 der Fig. 1 gebildet wird, und ihre Intensivierungsgeschwindigkeit als Funktion der Qberflächenkrümmung vorbestimmt. Smith (Quarterly of Applied Mathematics, Band XIII, No.3, Oktober 1955) hat seine theoretischen Ergebnisse mit Versuchen an Flügeln verglichen und gefunden, daß Übergang von laminarer zu turbulenter Grenzflächenschicht in einea Bereich konkaver Krümmung auftritt, wenn die berechnete Verstärkung einen Wert von 2,718 = dem 20,000-fachen erreicht. Die Theorie stellt nur die Effekte erster Ordnung in Rechnung,und die Viskosität des Strömungsmittels wird vernachlässigt.
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Wenn diese Effekte berechnet werden könnten, würden sie ein Bestreben zur Definierung einer oberen Schranke gut unterhalb dem 20.000-fachen für die Verstärkung zeigen· Dessen ungeachtet zeigt dieser hohe Wert, daß Stromlinienwirbel anfänglich stark intensiviert werden, wenn sie über eine Oberfläche mit konkaver Krümmung reichen. .
Die Bildung der Stromlinienwirbel erfordert nicht, daß die Grenzschicht laminar ist; die Instabilitätserscheinung erweist sich als bemerkenswert intensiv für die Geschwindigkeits-verteilung, so daß die Anwendung der Analysen auf das Verstärkungsausmaß von Stromlinienwirbeln in turbulenten Grenzschichten erwartungsgemäß als eine erste Annäherung gültig sein soll.
Die Stromlinienwirbel 20 bilden sich am leichtesten, wenn die Eigenschaften der Wellenelemente 32 derart sind, daß eine Umkehrung der sehnenartigen Flußkomponente hervorgerufen wird, wie in Fig. 4 und 5 gezeigt ist. Wenn jedoch die Amplitude der Oberflächenwellung klein ist oder wenn ihre Gestalt derart ist, daß die luvseitige Schräge hoch ist und die leeseitige mäßig, wird keine sehnenartige Flußumkehrung auftreten. Unter diesen Umständen werden sich bei den Reynolds-Zahlen der meisten Anwendungen noch die Sehnenwirbel bilden, aber jetzt infolge einer Slußunstabilität, die eng verwandt ist mit der Taylor-Goertler-Artj diese Instabilität in einem dreidimensionalen Fluß
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führt zu .einem Ungleichgewicht zwischen Zentrifugal- und Druckkräften an den Strömlings elementen der Grenzschicht, verlagert parallel zu der festen Oberfläche. Die Wirbel, die sich rein als Folge dieser Instabilität bilden, werden gern schwächer sein als solche, die eine Umkehr der Sehnenkomponente ebenso umfassen', aber wenn der gegensätzliche Druckgradient nicht steil ist, d.h., wenn an einem flügel der Angriffswinkel nicht mehr als 4 oberhalb des Abrutschwinkels der "sauberen Oberfläche11 liegt, und wenn die umgekehrt V-förmigen oder sägezahnartigen Elementreihen annähernd beim 5 bis 10-fachen der Grenzschichtdicke auf.stromseitig des Abtrennpunktes der "sauberen Oberfläche" beginnen, dann wird die Verstärkung durch beide Arten von Zentrifugalinstabilität noch eine wirksame Verzögerung der Flußablösung liefern.
Für die verschiedenen Gestaltungen von Oberflächenelementen 32, die zur Erzeugung und Verstärkung der Wirbel 20 gemäß der Erfindung gebraucht werden können, kann auf die verschiedenen Darstellungen der Fig. 7, 8 und 9 Bezug, genommen werden. In-jeder dieser Figuren sind die Querschnitte verschiedener Gestaltungen der Elemente 32 in Bezug auf eine typische Grenzschicht O gezeigt, die durch die unterbrochenen Linien 50 definiert ist. So gibt Fig. 7a einen Längsabschnitt durch ein Element 32 wider, das über seine ganze Länge konstante Höhe hat. Die Höhe des Elementes kann sich jedoch längs seiner Länge ver-'ändern beispielsweise zu einer Spitze in der Mitte der
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Länge wit iit fi|» 7b |fsfi|ii $4$v such m einer in Iiäng^rioJitunf versengten Splti^e gemp fig, 7e« Es auch eine durohgeheiide, syiamet fische konvexe. Oberfläche n&ch Fig, 74- oder eine asymmetrisch© ko.nve.xe n^ch fig, 7e hft^eii,! Die WaAl der Elenien-feMjke in richtung, die duroii 4ie vepioliitdenen Beispiele in Fig, 7a bis e widergegeb§it?wUräe für den jeweiligen Anwendungafall zu wählen teinf um den günstigsten Effekt auf Flutabtirennung ode?» Wärmeübertragung bei geringstem Nachteil, und Hntrgieverluat qder Greräuaelierzeugung zu erzjelen. Die größte Höhe wird zwangläufig zu einer folgenden tieferen konkaven Oberfläche für die Wirbelbildung oder Yerstärkung führen, Us ist zu bemerken, daß die Höhe in ;je4em Fall vorzugsweise"kleiner ist als die vorgegebene Grenzschiohtdicke, wie durch die Bezugs-
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linie/angedeutet ist,
Querschnittsgestalten von positiv, konvexen oder buckelförmigen Elementen 35 können ebenfalls abgewandelt werden, wie durch die verschiedenen Beispiele der Fig. 8 angedeutet ist. In Fig. 8a ist das Element als rund und in Fig. 8b als quadratisch gezeigt, Fig. 8c, d und e zeigen Abwandlungen von konvexen Querschnittsgestalten in denen Fig. 8c mehr dem Beispiel des Elementes 32 der Figuren 4. und 5 ähnelt. Fig. 8d zeigt ein solches Element mit einer abgeschrägten Stirnfläche und einer stark abfallenden Rückflache, während die entgegengesetzte Gestaltung in Fig. 8e gezeigt ist. Wiederum hängt die Wahl der Querschnittsgestalt von der jeweiligen Anwendung und sonstigen
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Faktoren z.B. der Anpasaungsfähigkeit des Materials ab. Die Kosten der Reihenherstellung können ebenfalls von Bedeutung sein. Bei jeder Gestaltung ist ersichtlich, daß das Element eine Schleppoberflache hat, die mit der angrenzenden Oberfläche 22 einen allgemein konkaven Abschnitt für Wirbelerzeugung und -Verstärkung bildet»
Gemäß Fig* 2 besitzt die wirbelerzeugende Struktur Aushöhlungen, die auf oder in einer primären Luftsteuerungs- * oberfläche gebildet sind. Eine abgewandelte Anordnung ist in Flg. 9 gezeigt, in welcher die Oberflächenwellungen abwechselnde Höhlungen 28 und Erhebungen 29 mit einem Periodenabstand 52bilden, der in der Größenordnung von etwa 10 S haben, aber auch zwischen 5 und 20 O schwanken kann. Die Tiefe 53 ist vorzugsweise geringer als die Grenzschichtdicke. Die Leitvertiefung 28' hat eine etwas andere Ausbildung zwecks positiverer Wirbelbildung und sie umfasst eine Reihe in Längsabstand liegender keilförmiger Füllplatten 55· Die Spitze 56 der Platte 55 ist nach vorn gerichtet und die obere Fläche 57 endet und ist coplanar mit der Oberfläche 22 quer über die Spitze des Hapfes 28', so daß die Platte 55 nicht in den Luftstrom oder in die Grenzschicht vorspringt. Ob die Platte 55 mit seharf rechtwinkeligen oder schwaeh abgerundeten Seitenkanten geformt ist, beeinträchtigt nicht wesentlich die Stärke der erzeugten Wirbel.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, napfartige Oberflächen-
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eindrückungen 28 anstelle der positiv vorspringenden. Elemente 32 gemäß Mg. 7 und 8 bzw. den Ausführungsformen nach Mg. 6 und 10 bis 15 zu verwenden, und die erläuternde Anordnung der Elementreihen soll sich auf jede Art von wirbelerzeugender Konstruktion,gleichgültig ob konvex (32) oder konkav (28) beziehen.
Mg. 6 zeigt eine zweckmäßige Heine von Elementen 32 oder 28, wobei die Elemente in einzelnen Winkeln 60 im linken Teil der Mg0 und in einer kontinuierlichen Zick-Zack-Anordnung 62 auf der rechten Seite angeordnet sind» Eine zweite Reihe von Winkeln 70 liegt abstromseitig von der ersten Reihe 60 und dient zur Wirbelverstärkung. In ähnlicher Weise ist eine kontinuierliche Zick-Zack-Reihe 72 abstromseitig zur Reihe 62 zum selben Zweck verlegt. Es ist nicht notwendig, daß die Elemente 62, 70 und 72 selbst in geraden Linien liegen wie in den Beispielen. Demgemäß kann eine dritte Reihe eine Wellenlinie 74 aufweisen, die gemeinsam zu den Reihen 60 bis 70 und 62 bis 72 abstromseitig verlegt ist, um weiter die nut&are Verstärkung der Wirbel zu fördern.
Mg, 10 zeigt mehrere Anwendungen der Erfindung auf ein Plugzeug 76. Eine Reihe von sägezahnartigen Elementreihen 78 ist dicht vor einer Motoreinlaßöffnung 80 angebracht, um eine Abtrennung zu verhindern» wenn die Luft sich dem Einlaß nähert, während eine weitere Reihe 82 dicht abstromseitig von der relativ schärfen Einlaßlippe des
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Motoreinlasses 80 liegt, um eine Abtrennung bei hohen Angriffswinkeln zu verhindern. Eine weitere Seriengruppe 84 an der Flügel-Rumpf-Verbindung lenkt die Grenzschichtluft ab und erzeugt und verstärkt Wirbel, um eine Abtrennung an dieser Verbindungsstelle zu verhindern· Ähnliche Reihen können an der Verbindungsstelle der waagerechten und senkrechten Stabilisieroberflächen verwendet werden.
Eine Abtrennung an den beweglichen Oberflächen z.B. Klappen, Quersteuern und so weiter, kann durch sägezahnartige Reihen nach Art der Reihen 60 bis 70 oder 62 bis 72 verhindert werden, wobei die erste Reihe 88 vor dem Gelenkpunkt liegt, line zweite Reihe 90 liegt abstrornseitig von dem Gelenkpunkt.
Fig. 11 und 12 zeigen eine besondere Art der möglichen Anwendung der Lehre der Erfindung auf einen Flügel und einen Zwischenflügel» wobei ein geschlitzter Zwischenflügel 95 bzw. ein solcher vom Fowler-Typ an einem Flügel 96 montiert ist. In Fig» 11A und 11B befindet sich der Zwisohenflügel 95 in seiner voll zurückgezogenen Lage im Flügel 96. In dieser Stellung ist keine der Elementenreihen wirksam. Wie jedoch Fig. 12A und 12B zeigen, sind doppelte Winkelreihen von Elementen 100,angrenzend an die Leitkante des Hilfsflügeis angeordnet,und auf diese Weise" wird der aus dem Schlitz 102 austretende Fluß veranlasst * längs der Oberfläche des Hilfsflügels 92 zu strömen, statt
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sich abzulösen* Ferner können beulen 105 auf der Öberseife des Flügels (Fig* 10) benutzt werden, um die Flußtrerinung in irgendwelchen Bereichen zu verzögern, die den niedrigsten Abrutsehwinkel zeigen.
Bei jeder Anwendung der Erfindung auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsförmen würde die WellengeStaltung, d.h. ihre Länge, Fläehenform und Längs- und Querschnittsgestalt der Elemente,Abstand in AbStromrichtung und gegebenenfalls Erhöhungen 32 oder Vertiefungen 28 auf Überlegungen der Oberflächengeometrie, der Grenzfläehendicke,früherer Fließerfahrung und Druc%*adient beruhen. Beispielsweise können die Reihen 100 auf dem Hllfsflügel 95 leicht innerhalb des Flügels in der nicht ausgeschwenkten Lage der Fig. 11 angeordnet sein, wenn die benutzten Generatoren napfartig sein sollten.
Wenn man aufeinanderfolgende Reihen wie 60 fcia 70, und 62 bis 72-der Fig. 6 verwendet, würden die Elemente so ausgerichtet sein,- daß bei großen Angriffswinkeln die Stromlinien nahe ihren Höhepunkten die Winkel der V-för~ migen oder Sägezahnelemente halbieren. Diese Vorsichtsmaßnahme würde besonders wichtig zur Herabsetzung des Ifellenrücktrieba bei transοnieeben oder ÜbarschallanireftöLungen sein. In einigen Fällen kann der Wechsel in der Fließriciitung iaaeriharb dar Greassohioht jedoch ao groß werden, daß ein gewisser Welleiirücktriob unvermeidlich. ist. Unter diesen Umständen können rückziehbare Eeihen
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oder eine ähnliche Konstruktion benutzt werden wie bei den "Enteisungsschuhen" älterer Flugzeuge, die eine Aufblähung der Reihen gestattet, wenn die Gestalt der beginnenden Ablösung angenähert wird wie z.B. beim Landungsan- flug«
Fig. 13 zeigt die Anwendμng der Erfindung auf eine schwer belastete Schaufel eines Kompressore, einer Eurbine oder dergleichen. Bei schwacher Belastung kann es sich bei der Schaufel 110 um den Bestandteil eines Gebläses, Propellers oder Hubschrauberrotors handeln. Die Wirbelerzeugerreihen 112 sind in der Lage im Bereich des transonischen Flusses für einen Kompressor dargestellt, bei dem der Kompressionsstoß irgendwo zwischen der Leitkante 113-der Reihen und der Schleppkante je nach der relativen Mach-Zahl der Schaufelelemente auftritt. Bei diesen Ausführungsformen zeigen die Generatoren eine Reihe von V-förmigen Elementen entsprechender Darstellung bei 60 und 70 in Fig. 6,und die Stromlinien 115 nahe der obersten Stelle des Generatorelementes halbieren den spitzen Winkel, der von den Elementen in pder Reihe gebildet wird, so daß die halben Winkel 116 kleiner sind als der Winkel,dessen Sinus der reziprok β. Wert der örtlichen Mach-zahl an der Kante der Grenzschicht ist.
Fig. 14 zeigt die Anwendung der Erfindung auf die Innenfläche eines Diffusors 120. Bei diesen Ausführungsformen
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wie in anderen Fällen kann eine Kombination von Elementen z.B. von V-förmigen Buckelelementen 122 mit abstromseitig folgenden innenkreisförmigen Reihen abwechselnder Vertiefungen 124 und Erhebungen 125 gebraucht werden. Jegliche Kombination dieser Elemente kann benutzt werden, um die gewünschte Flußabtrennungsverzögerung zu erzielen« In einigen Fällen kann man vorzugsweise die erste Reihe 122 der Wirbelerzeuger vor die Diffusorkehle verlegen, wobei die Welligkeit durch die abstromseitig folgenden Elemente 124 und 125 bestimmt wird. Auf diese Weise wird die Erzeugung der Wirbel seibat keine Flußabtrennung hervorrufen.
Mittels dieser Trennkontrollanordnungen kann das j^einheitsverhältnis (Länge gegenüber größtem Durchmesser) für geringsten Rücktrieb von Rotationskörpern wie Unterseebooten, Luftschiffen, Torpedos, Flugzeugtanks, Motorgondeln usw. herabgesetzt werden mit der Folge einer Verminderung ,des Gesamtrücktriebes und baulieher Vereinfachung, was sich aus der Erhöhung des Verhältnisses von Volumen zu Oberflächengröße ergibt. Da die Benutzung der V-förmigen oder Sägezahnwellenreihen eine rasche Abnahme im Durchmesser achtern des maximalen Querschnittes ohne Hervorrufen einer Flußabtrennung gestatten würde, würde durch die sich ergebende Zunahme in dem relativen Bereich von laminarer gegenüber turbulenter Grenze-chicht eine weitere Rücktriebreduzierung ergeben»
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Als besonderes Beispiel der Anwendung der Lehren der Erfindung auf eine Oberfläche wurde ein symmetrischer Stromlinienkörper von etwa 38 cm (15 Zoll) Sehnentiefe, etwa 43 cm (17 Zoll) Spannweite mit Endplatten von etwa 56 cm (22 Zoll) Durchmesser auf einem Drehtisch nahe der Mitte des Querschnittes eines Windtunnels montiert, ■ dessen Orientierung kontinuierlich von außen verändert werden konnte. Die Windgeschwindigkeit betrug 3810M/aec (125 Fuß/sec) und die Reynolds Zahl war 10 .
Die Wirbelerzeuger bestanden aus stabförmigen Elementen nach Fig. 7a und 8a in einfacher V-förmiger Reihenanordnung z.B. gemäß 60 in Fig. 6. Die Stäbe, welche die Arme des V bildeten, hatten 2,5 nun (0,1 Zoll) Durchmesser und etwa 46 mm (1,8 Zoll) Länge. Der von den Vs eingeschlossene Gesamtwinkel betrug 25 ° und ihr Spannweitenabstand 30,5 mm (1,2 Zoll).
Der reine Flügel wurde nahe der Spannlängenmitte und der Mittelsehne (Mitteltiefe) bei einem Angriffswinkel CC von 14,7 ° überzogen, Dann wurden die Wirbelerzeuger auf der Oberfläche mit der Spitze dee Y bei etwa 114 mm (4,5 Zoll) von der Leitkante angebracht. Der Fluß nahe der mittleren Breite wurde nicht überzogen bis Of = 19,5 } und selbst dann wurde die Überziehung auf den Bereich nahe der Sclileppkante begrenzt. Die wellenartigen Wirbelerzeuger verzögerten die Überziehung um rund 5 » waa zu
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193424s
einem Anstieg ^ip maximale.n Auftri-eb-kpeffizienten, von etwa 0,5 führte, lie. pa^itativen flrgeb^riisse änderten pich e,tw,aa, djirch, abs.pan^ungs,artige,n Fluß von den Indplatten bei Jipchsten Angr4ffs,w4.nke:|_n, ab,er die Verwendung der firbelerzeuger führte z^ eineni Anjtigg ip niaxiraalen Auftrieb.
Der Verguph lieferte die folgende Information für die Kongtroktioni Eine Reihe ^gglcelirt V-fprmige Creneratcren mit einer Höhe = 0,5 ^,Länge - 9 g ? winkel 25 ° und Peldbreitepabstand von verlegt auf 0,36 Sehne verzögerte das Abrutschen um etwa 0,5 gegenüber dem Flügel ohne Wirbelerzeuger.
Hinsichtlich der Verstärkung der Spannweitenwirbel bei Überstreichen eines konkaven Bereiches könnte die vorstehende Ausbildung durch Hinzufügung einer oder mehrerer Reihen annähernd derselben Abmessungen bei Sehnenabstand von etwa 51 bis 76 mm (2 bis 3 Zoll) verbessert werden. Andererseits kann die vorstehende Ausführungsform mit der Folge einer Abnahme im Rücktriebzuwachs gleichwertig sein, indem man etwa drei Reihen mit einer Elementhöhe von etwa 0,25 ί und Sehnenabstand von etwa 38 bis 51 mm (1,5 bis 2 Zoll) verwendet»
Versuche zeigen, daS die wirksame Yersögerung de^r-S1IuS-abtrennung mit lieser Art von Wirbelerzeuger bei einem
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Verhältnis von Erzeugerhöhe zu Grenzschichtdicke von etwa der Hälfte derjenigen, die für den Fltigeltypgenerator empfohlen wird, erzielt werden kann.
Bei transonischen und Überschallgeschwindigkeiten würde die Sägezahn- oder umgekehrte V-Form der Reihen der Fig. 6 besonders vorteilhaft sein, weil die Linie der Scheitel hinter dem Machwinkel ^""Sinus (1/M)-JfUr die größte zu erreichende Machzahl abgelenkt werden könnte; der Wellenrücktrieb würde also ausgeschaltet oder auf ein Miniraum herabgesetzt werden. Bei einer Auftriebfläche, wo die Wirbelerzeugung zur Verzögerung der Flußabtrennung bei niedrigen Geschwindigkeiten erforderlich sein kann, würde beispielsweise der Rüektriebnachteil bei hohen Geschwindigkeiten auf ein Mindestmaß herabgesetzt werden.
Bei Anwendung auf Kompressor- und !Durbinensta-tor- und Rotorschaufeln nach Art der Fig. 13, können Wirbelerzeuger verwendet werden, um Flußabtrennung zu vermeiden, besonders bei für hohe Belastung ausgelegtenSchaufeln. Selbst bei niedrigen Belastungen würden sie Jedoch zur Verzögerung oder Vermeidung dea sogenannten St-'oßabrutschens (shock stall) an solchen radialen Stellen wirksam sein, wo der relative Fluß transonisch ist. An diesen Stellen werden die V-förmigen oder Sägezahnwellenelemente 32 bei Anbringung an der Schaufel aufstromseitig von der Schockstelle Flußabtrennung in der Region rascher mit dem Schock verknüpfter DruekrUckgewinnung ausschalten.
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Die Elemente der Reihen würden alle hinter den Machwinkel des Flusses aufstromseitig von dem Stoß abgelenkt werden.
Bei allen Anwendungen unter transonischen und Überschallgeschwindigkeiten würde sich der mindeste Rücktriebnachteil ergeben, wenn dafür gesorgt wird, daß an keiner Stelle irgendeine Stromlinie auf einen Kompressionstotpunkt oder Kompressionswendepunkt größer als der Machwinkel trifft. Eine Möglichkeit zur Verminderung des Rücktriebnachteiles würde darin bestehen, die Elemente sanft in Rückkehrpunkte von null Amplitude an den LeIt- und Schleppunkten zu gestalten.
Me Erfindung ist brauchbar zur Verhinderung oder Verzögerung der Flußablösung bei Strömung um Krümmer oder . dgl. in geschlossenen Leitungen oder sonstigen umgrenzten Flußdurchgängen durch Einsatz geeigneter Generatoren in der Leitungswand vor dem Bereich der Fluß ab trennung«, Ferner kann die Erfindung verwendet werden, um Flußabtrennung an einspringenden Ecken in Raumfahrzeugen zu verhindern oder su verzögern, wie an der Verbindung des Rumpfes und eines Brennkörpers in der Oberfläche von Geschossen und dgl.
Die Vorrichtung ist brauchbar zur Steigerung der Wärmeaustauschgeachwindigkeit zwischen dem Fließmittel und der Oberfläche so-wie zur Verzögerung der Flußabtrennungö Diese Verwendung ergibt sich aus dem Umstand, daß jegliche
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Steigerung in der Vermischung zwischen dem äußeren Fluß und den Fließmittelschichten angrenzend an die Oberfläche den Wärmeaustausch zwischen dem Fließmittel und der Oberfläche steigern, sowie die Flußabtrennung verzögern wird. Es v/ird also nicht nur der abgetrennte Flußbereich mit seiner sehr niedrigen Wärmeaustauschzahl ausgeschaltet, sondern außerdem kann die Wärmeaustauschgeschwindigkeit über den ganzen benetzten Bereich durch Einführung von Stromlinienwirbeln gesteigert werden«, Zu diesem Zweck kann die ganze Oberfläche beispielsweise gemäß Fig. 2 und 9 wellenförmig gemacht werden. In diesem Fall brauchen die Amplituden nur etwa 1/3 oder weniger der Grenzschichtdicke zu betragen f \ienn. der Wärmeaustauscher parallele Metallleitbleche in dichtem Abstand aufweist, können V-förmige oder Sägezahnwellen 32 mit halbspitzem Winkel 116 (Fig. 13) von 20 bis 40° beispielsweise hineingestanzt werden.
Ein Wärmeaustauscher 200 mit Ausnutzung der Grundgedanken der Erfindung ist in Fig. 15 gezeigt. Er besitzt mehrere
in parallele Metalleitbleche 202 in dichtem Abstand,/denen die V-förmigen oder Sägezahnwellen 32 geformt sind. Der Spitzenhaibwinkel 116 in Fig. 13 kann 20 bis 40° betragen, und die Wellenelemente können zweckmäßig in die Leitbleche 202 eingestanzt sein, so daß sich positive Kämme auf der einen Seite des Bleches und negative Kämme auf der gegenüberliegenden Oberfläche ergeben. Bei Stapelung der Wärme-•auatauacherleitbleche 202 verlegt man sie vorzugsweise so,
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daß ein Kamm eines Bleches einem Tal.auf dem benachbarten Blech gegenüberliegt, obgleich dies nicht unbedingt notwendig is to
Die hindurchgehenden Kühlrohre 2Q5 liegen senkrecht zu den Leitblechen 202 und haben vorzugsweise ein Schlankheit s verhältnis, das größer ist als die Einheit mit deren Längsachse in Richtung des Hauptstromes. Die Wellenelemente 32 und Rohre 205 liegen vorzugsweise in solchem Abstand, daß .ein Wirbelpaar zwischen jedem Rohrpaar gebildet wird.
Die Wellenelemente auf den Leitblechen 202 bilden und verstärken eine Reihe von Stromlinienwirb-eln mit abwechselndem Drehsinn· Wenn die Reynolds-Zahl der Grenzschicht etwa 500 oder mehr beträgt, rufen die erzeugten Wirbel den Übergang zur Turbulenz hervor,und die Wärmeaustauschgeschwindigkeit wird wesentlich gegenüber derjenigen üblicher Wärmeaustauscher gesteigert. Mit anderen Worten, erhöhen die Längswirbel die Geschwindigkeit des Wärmeaustauschers,gleichgültig ob die Grenzschicht laminar oder turbulent ist, und wenn sie laminar ist, bewirkt der Einfluß der Wirbel den Übergang zur Turbulenz, was einen, weiteren Anstieg in der Wärmeaustauschgeschwindigkeit beätegt» Die Kühlrohre sind einer beträchtlichen Axialflußkomponente als Teil des Wirbelflußfeldes ausgesetzt. Das resultierende geneigte Flußfeld ist bestrebt, die
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Flußabtrennung zu verzögern und damit die Wärmeaustauschgeschwindigkeit weiter zu steigern.
Demgemäß ist ersichtlich, daß die Erfindung innerhalb der Grenzschicht angebracht Y/irbelerzeuger vorsieht, die eine Flußabtrennung verhindern oder verzögern, wenn ein Strömungsmittel über eine gekrümmte Oberfläche fließt. Wirbelerzeuger innerhalb der Grenzschicht können die Form entweder von Oberflächenhöhlungen oder Erhebungen haben, welche Höhlungen an ihrer Abstromseite begrenzen, und die Generatoren sind in Reihen so angeordnet, daß aufeinanderfolgende Reihen eine Verstärkung der durch die vorhergehenden Reihen erzeugten Wirbel bewirken. Die Wirbelerzeuger nach der Erfindung sind infolgedessen besonders geeignet für die Verwendung an axialsymmetrischen oder anderen dreidimensionalen Körpern, in Oiffusoren und gekrümmten Durchgängen,auf Steuerflächen, an Kompressor- und Turbinenschaufeln und dgl, bei Unterschall-} transonischer und Überschallgeschwindigkeit,-wo Rücktrieb, Geräuscherzeugung, Raum, Kosten und Gewichtsnachteile bei Generatoren vom Flügeltyp unerwünscht oder untragbar sind. Die Abmessungen und Gestaltungen der Zick-Zack- oder V-förmigen Reihen sollen für größte Ausnutzung der Grenzschichtwirbel (durch Rotation der Grenzschichtwirbelung vektoren zur Stromlinienrichtung) bei der Bildung der ab Stromseitigen Wirbel zur Verzögerung der Flußabtrennung und/oder Steigerung des Wärmeaustauschers ausgelegt werden.
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Im Vergleich hierzu hängt die Flügeltypeinrichtung , die mehr als doppel so weit in den Fluß hineinragt, für Wirbelbildung von dem durch die Flügel erzeugten Auftrieb ab«, Für gleiche Wirksamkeit in der verzögerten Abtrennung wird deshalb der Kraftverlust für die Wirbelbildung allein wegen des durch den Auftrieb bedingten Rücktriebes und den Leitflügelprofilrücktrieb viel größer sein als bei der Erfindung. Außerdem liefert die Erfindung ein wirksames Mittel zur Wirbelverstärkung.
Bei den hier beschriebenen Ausführungsformen der Einrichtungen und Verfahren handelt es sich um bevorzugte Verwirklichungen der Erfindung,auf die sie jedoch nicht beschränkt ist.
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Claims (1)

  1. ■-. 30 -
    PATENTANSPRÜCHE
    /1.JVorrichtung zur Verlagerung oder Verzögerung des Einsetzens der Flußabi isung eines über eine gekrümmte Oberfläche fließenden Strömungsmittels oder zur Verbesserung der Wärmeaustauschgeschv/indigkeit zwischen einem Strömungsmittel und der Oberfläche
    ^ mit einer Mehrzahl von auf der Oberfläche gebildeten
    Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenelemente ungeteilte konkave v/irbelerzeugerbezirke bilden, von denen einige abatromseitig zu anderen Elementen liegen und die Y/irbelbildung verstärken und in denen die Elemente in den konkaven Bereichen eine wirksame Höhe haben, die kleiner ist als die Dicke der angrenzenden Fließmittelgrenzschicht.
    • 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß einige Elemente auf der Oberfläche Erhebungen bilden, die im allgemeinen quer zur Fließrichtung ausgerichtet sind, und die konkaven Bereiche auf den Abstromseiten derselben gebildet sind.
    3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhebungen eine Höhe gleich annähernd der Hälfte der Grrenzschiehtdioke haben.
    909884/1229 bad or.gina.,
    Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Elemente Vertiefungen in der Oberfläche bilden, in der die Achsen der Vertiefungen im allgemeinen quer-zur Flußrichtung des Strömungsmittels ausgerichtet sind.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in angrenzenden Reihen angeordnet sind und aus mehreren, allgemein quer zur Fließrichtung verlaufenden Reihen bestehen, wobei die Elemente jeder Reihe unter einem Winkel zu denjenigen einer angrenzenden Reihe und zur Fließrichtung in abwechselnder Zick-Zack-Anordnung verlegt sind, so daß jede Reihe einen Wirbel von entgegengesetzter
    /bar Drehrichtung zu der der benachrten Reihe erzeugt.
    6c Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in weiteren abstromseitig zur entsprechenden Aufstromreihe liegenden Reihen in solchem Abstand gebildet sind, daß sie Wirbel desselben Sinnes, wie sie von der Aufstromreihe erzeugt werden, auffangen und verstärken. '
    7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einige Elemente in allgemein quer zur Pließrichtung ausgerichteten Reihen angeordnet sind, die in einem Abstand entsprechend der 5- bia
    90988W1229
    -32-20-fachen Grenzschichtdicke voneinander liegen.
    S0 Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in Fließrichtung des Strömunga- ' mittels zwischen Erhebungen und Vertiefungen abwechseln.
    9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente in Serien von V-förmigen Reihen auf der Oberfläche angeordnet sind, deren Spitzen zur Strömungsmittelfließrichtung ausgerichtet sind und deren Stromlinien im Fluß die von den Reihen eingeschlossenen Winkel halbieren.
    10. Vorrichtung nach Anspruch 9» dadurch gekennzeichnet, daß der halbe Winkel ein spitzer Winkel und kleiner ist als der Winkel,dessen Sinus der reziproke Wert der örtlichen Llachzahl an der Kante der Grenzschicht ist»
    11. Vorrichtung zur Verbesserung der Wärmeaustauschgeschwindigkeit zwischen zwei Strömun-gsmitteln mit mehreren in Abstand liegenden Leitblechen und durch diese hindurchragenden Kühlrohre^ gekennzeichnet durch nehrere Oberflächenv/ellenelemente auf dem Leitflügel mit einer kleineren Amplitude als die Dicke der Fließmittelgrenzschicht, wobei
    die vrellenelemente allgemein auer zur Strömungsmittel-9098 84/1229
    fließrichtung über den Leitblechen verlaufen und Stromlinienwirbel bilden und verstärken.
    12o Vorrichtung nach. Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenelemente mehrere V-förmige Erhebungen mit einem halben spitzen Y/inkel von 20 bis 40 ° bilden.
    13. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet 9 daß die Kühlrohre ein Feinheitsverhältnis größer als-die Einheit haben.
    14o Verfahren zur Verzögerung oder Verhinderung der Flußabtrennung im Strömungsmittelfluß über eine gekrümmte Flußsteueroberfläche zur Verbesserung der Wärmeaustauschgeschwindigkeit zwischen der Oberfläche und dem Strömungsmittel, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Stromlinienwirbel an einer abgesonderten Aufstromstelle innerhalb der Fließmittelgrenzschicht bildet und diesen Wirbel an mehreren abgesonderten abstromseitigen Stellen auf der Oberfläche innerhalb der Grenzschicht verstärkt.
    15. Verfahren zur Verzögerung der Flußabtrennung oder Verbesserung der lärmeaustauaehgeschwindigkeit zwischen einem Strömungsmittel und einer festen Oberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß man in
    den dieser Oberfläche angrenzenden Bereich der 909884/1229
    Grenzschicht mehrere V/irbel von abwechselndem Drehsinn bildet, die sich stromlinienförmig.zur Oberfläche erstrecken und den Strömurigsmittelfluß in der Grenzschicht vermischen.
    BAD ORIGINAL
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