Um modelo matemático de fluxo de fluido em um Contherm - trocador de calor de superfície raspada

Um modelo matemático simples de fluxo de fluido em um tipo comum de trocador de calor de superfície raspada em que os espaços entre as pás e as paredes do dispositivo são estreitos, de modo que uma descrição da teoria de lubrificação do fluxo é válida, é apresentado.Especificamente, o fluxo isotérmico constante de um fluido newtoniano em torno de um conjunto periódico de lâminas de raspagem giratórias em um canal com uma parede estacionária e uma móvel, quando há um gradiente de pressão aplicado em uma direção perpendicular ao movimento da parede, é analisado.O escoamento é tridimensional, mas se decompõe naturalmente em um escoamento “transversal” bidimensional impulsionado pelo movimento de contorno e um escoamento “longitudinal” acionado por pressão.Primeiros detalhes da estrutura do escoamento transversal são derivados e, em particular, são calculadas as posições de equilíbrio das lâminas.Mostra-se que o contato desejado entre as lâminas e a parede móvel será alcançado, desde que as lâminas sejam giradas suficientemente perto de suas extremidades.Quando o contato desejado é alcançado, o modelo prevê que as forças e torques nas pás são singulares e, portanto, o modelo é generalizado para incluir três efeitos físicos adicionais, a saber, comportamento de lei de potência não newtoniana, deslizamento em limites rígidos e cavitação. em regiões de pressão muito baixa, cada uma das quais é mostrada para resolver essas singularidades.Por último, é discutida a natureza do escoamento longitudinal.