DE746905C

DE746905C - Device to prevent the flow from breaking off in steep-walled diffusers

Info

Publication number: DE746905C
Application number: DEH164118D
Authority: DE
Priority date: 1940-12-24
Filing date: 1940-12-24
Publication date: 1944-12-27

Description

Einrichtung zur Verhinderung des Abreißens der Strömung in steilwandigen Diffusoren Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Wärmeaustauscher,. insbesondere Blockkühler für Luftfahrzeuge, mit einem möglichst verlustlos arbeitenden Eintrittsdiffusor zu versehen. Im allgemeinen liegen die Verhältnisse bei Eintrittsdiffusoren für Blockkühler günstig, da diese wegen des hohen Widerstandes des Kühlers weniger zum Abreißen der Strömung wie in Diffusoren gewöhnlich hinneigen und der Eintrittsdiffusor hier also gewissermaßen vollaufen kann. Trotzdem kommt es bei sehr steilem Ouerschnittsanstieg im Diffus_or doch zu einem Abreißen der Strömung, wodurch der Wirkungsgrad des Wärmeaustauschers erheblich herabgesetzt wird. Mit Rücksicht auf die Unterbringung des Wärmeaustauschers, z. B. im Tragflügel, lassen sich jedoch häufig derartig steile Querschnittsanstiege nicht vermeiden.Device to prevent the flow from breaking off in steep walls Diffusers The present invention is based on the object of providing heat exchangers. in particular block cooler for aircraft, with one that works with as little loss as possible To provide inlet diffuser. In general, the ratios are in the case of inlet diffusers favorable for block coolers, as these are less due to the high resistance of the cooler to cut off the flow, as is usually the case in diffusers, incline and the inlet diffuser so to a certain extent it can fill up here. Nevertheless, it comes with a very steep increase in cross-section in the diffuser it leads to a break in the flow, which reduces the efficiency of the heat exchanger is significantly reduced. With regard to the location of the heat exchanger, z. B. in the wing, however, such steep cross-sectional increases can often be achieved do not avoid.

Es ist nun bereits zur Verbesserung des Wirkungsgrades von solchen Wärmeaustauschern mit steilem und insbesondere unsyminetrisch gebautem Eintrittsdiffusor vorgeschlagen worden; dem Wärmeaustauscher einen nach dem Rande zu abnehmenden Strömungswiderstand zu erteilen. Dieser- Vorschlag bringt jedoch nur eine geringe Verbesserung und hat außerdem den Nachteil, daß die Herstellung des Kühlers schwierig und teuer wird.It is now already improving the efficiency of such Heat exchangers with a steep and, in particular, asymmetrically constructed inlet diffuser has been proposed; the heat exchanger has a flow resistance that decreases towards the edge granted. However, this proposal brings only a slight improvement and has also has the disadvantage that the manufacture of the cooler becomes difficult and expensive.

Die vorliegende Erfindung bringt eine andere Lösung der Aufgabe. Es wird zur Verhinderung des Ab reißens der Strömung in der steil ansteigenden Wand: eines Diffusors, insbesondere im Kühlluftleitkanal, mit einer von der schmalen Einmündung einseitig steil zu einem Wärmeaustauscher führenden Wand in Luftfahrzeugen ein Absaugespalt vorgeschlagen. An Stelle eines Absaugespaltes können auch mehrere in Strömungsrichtung hintereinander angeordneteAbsaugespalte oder ein Absaugesieb vorgesehen sein. Nach der Erfindung soll durch die Absaugespalte oder das Absaugesieb der Strömung eine Drucksenke überlagert werden.The present invention brings another solution to the problem. It is proposed to prevent the flow from tearing off in the steeply rising wall: a diffuser, in particular in the cooling air duct, with a wall in aircraft leading steeply on one side from the narrow confluence to a heat exchanger. Instead of a suction gap, several suction gaps arranged one behind the other in the direction of flow or a suction sieve can be provided. According to the invention, a pressure sink is to be superimposed on the flow by the suction gap or the suction sieve.

Erhält der Diffusor eine Forin, bei der entlang der ganzen Wand oder wenigstens eines größeren Teiles derselben in Strömungsrichtung der Druckanstieg verhältnismäßig gleichmäßig erfolgt, so ist es vorteilhaft, die Senkenbildüng durch eine Anzahl in Strömungsrichtung verteilt angeordneter Absaugeschlitze oder durch ein Sieb herbeizuführen. Bei einer Ausbildung des Eintrittsdi:ffusors mit zunächst wenig und anschlivläend steil ansteigender Diffusorwand kann erreicht werden, dar die wanchiahen Stromfäden im ersten Teil überhaupt keinen Druckanstieg zu durchlaufen haben oder sogar eine leichte Beschleunigung erhalten.The diffuser is given a shape that runs along the entire wall or at least a larger part of the same in the flow direction of the pressure increase occurs relatively evenly, it is advantageous to carry out the Senkenbildüng a number of suction slots distributed in the direction of flow or through to bring about a sieve. When training the entry diffuser with initially little and then steeply rising diffuser wall can be achieved the wanchiahen stream filaments in the first part show no pressure increase at all have to go through or even received a slight acceleration.

Der Druckanstieg erfolgt hierbei erst ini Bereich der Umlenkung kurz vor dem Kühlerblock. In diesem Fall wird die Senke zweckmäßig durch einen einzigen Absaugespalt in der Diffusorwand in der Umgebung dieses beginnenden Druckanstieges herbeigeführt.The pressure increase only takes place briefly in the area of the deflection in front of the radiator block. In this case, the sink is expedient by a single Extraction gap in the diffuser wall in the vicinity of this incipient pressure increase brought about.

Es ist zwar bei Kühler diffusoren schon vorgeschlagen «-orden. am Diffusoreintritt die Grenzschicht abzusaugen, d. h. die stark verzögerte Grenzschicht durch einen besonderen Spalt oder Kanal um den Kühlerblock herumzuführen. Demgegenüber liegt der Erfindung die Erkenntnis zugrunde, dar bei sehr steilem -Eintrittsdiftusor selbst eine durch Grenzschichtabsaugung verjüngte Grenzschicht nicht in der Lage ist. einen größeren Druckanstieg zu überwinden, und ein Abreißen der Strömung nur durch eine kräftige Druckabsenkung in der Umgebung der Wand des Eintrittsdiffusors verhindert werden kann.It has already been suggested for radiator diffusers. at the Diffuser inlet to suck off the boundary layer, d. H. the strongly delayed boundary layer through a special gap or channel around the cooler core. In contrast the invention is based on the knowledge that with a very steep inlet diffuser even a boundary layer tapered by boundary layer suction is incapable of doing this is. to overcome a major increase in pressure, and only stalling the flow by a strong pressure drop in the vicinity of the wall of the inlet diffuser can be prevented.

Ein Ausführungsbeispiel ist in der Abbildung dargestellt.An exemplary embodiment is shown in the figure.

Die Abbildung zeigt einen Düsenkühler für Luftfahrzeuge. bei dein ein Kühlerblock i in dem hinteren Teil eines Tragflügels 2 untergebracht ist. Der Kühlerblock ragt etwa ein Fünftel seiner Höhe druckseitig aus dem Flügel heraus und ist dort mit einer Verkleidung 3 versehen. Hierdurch entsteht ein unsymmetrischer Einlauf mit steiler Strömungsumlenkung nach oben. Der erste Teil des Eintrittsdiffusors d. weist einen einer Hyperbel zweiter Ordnung entsprechenden Querschnittsanstieg auf. Der Querschnittsanstieg# ist so .gewählt, dar entlang dieser Wand etwa bis zum \%-crrdepuaikt 5 in der Umgebung; der \Vand kein Druckanstieg der Strömung erfolgt. Ein verhältnismäßig steiler Druckanstieg erfolgt vielmehr in dein letzten Teil 6 des Diffusors kurz vor dem Wärmeaustauscher. An der Stelle des beginnenden Druckanstieges ist ein Absaugespalt 7 vorgesehen.The illustration shows a nozzle cooler for aircraft. at your a radiator block i is housed in the rear part of a wing 2. Of the Radiator block protrudes about a fifth of its height from the wing on the pressure side and is provided with a cladding 3 there. This creates an asymmetrical one Inlet with a steep flow deflection upwards. The first part of the inlet diffuser d. exhibits a cross-sectional increase corresponding to a second-order hyperbola on. The cross-sectional increase # is chosen so that along this wall approximately to to \% - crrdepuaikt 5 in the area; the \ Vand there is no pressure increase in the flow. Rather, a relatively steep increase in pressure takes place in your last part 6 of the diffuser just before the heat exchanger. At the point where the pressure starts to rise a suction gap 7 is provided.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Device for preventing the flow from breaking off in steep-walled diffusers, in particular in the cooling air duct, with a wall in aircraft leading steeply on one side from the narrow confluence to a heat exchanger, characterized in that a suction gap (7) or suction sieve is arranged in the steeply rising wall.

2. Device according to claim i, characterized. that several suction gaps (7) are arranged one behind the other in the direction of flow. To distinguish the subject of the application from the state of the art, the following publications were taken into account in the granting procedure: German patents .... 1V r. 299 8oo, 332 977, 724 235; French patent 688 873; Journal of the Association of German Engineers (1926), No. p. 1154; Prandtl-Tietjens, hydro and aeromechanics, e.g. Volume 1931, p. 96 and plate 15.