Ein einfaches mathematisches Modell der Fluidströmung in einem gewöhnlichen Typ von Kratzwärmetauscher, bei dem die Lücken zwischen den Schaufeln und den Vorrichtungswänden schmal sind, so dass eine schmiertheoretische Beschreibung der Strömung gültig ist, wird vorgestellt.Insbesondere ist eine stetige isotherme Strömung eines Newtonschen Fluids um eine periodische Anordnung schwenkbarer Schaberblätter in einem Kanal mit einer stationären und einer sich bewegenden Wand eine Analyse, wenn ein angelegter Druckgradient in einer Richtung senkrecht zur Wandbewegung vorhanden ist.Die Strömung ist dreidimensional, zerfällt jedoch auf natürliche Weise in eine zweidimensionale „Quer“-Strömung, die durch die Grenzbewegung angetrieben wird, und eine „Längs“-Strömung, die durch Druck angetrieben wird.Es werden erste Details zur Struktur der Querströmung abgeleitet und insbesondere die Gleichgewichtslagen der Schaufeln berechnet.Es zeigt sich, dass der gewünschte Kontakt zwischen den Schaufeln und der sich bewegenden Wand erreicht wird, vorausgesetzt, dass die Schaufeln ausreichend nahe an ihre Enden geschwenkt werden.Wenn der gewünschte Kontakt erreicht ist, sagt das Modell voraus, dass die Kräfte und Drehmomente an den Schaufeln singulär sind, und daher wird das Modell verallgemeinert, um drei zusätzliche physikalische Effekte einzubeziehen, nämlich nicht-newtonsches Potenzgesetzverhalten, Schlupf an starren Grenzen und Kavitation in Regionen mit sehr niedrigem Druck, von denen sich gezeigt hat, dass sie diese Singularitäten auflösen.Schließlich wird die Art der Längsströmung diskutiert.
Postzeit: 22. Juni 2021