Thermal boundary condition effects on heat transfer in turbulent rough-wall boundary layers

Measurements and predictions are presented which investigate the effects of thermal boundary condition on heat transfer in the turbulent rough-wall boundary layer. Stanton number measurements are reported for the turbulent flow of air over rough plates with a variety of thermal boundary conditions on two separate rough surfaces. The cases considered are constant wall temperature, constant wall heat flux, step wall temperature, and piecewise linear wall temperature distributions. These measurements and data from other sources are compared with predictions using finite difference solutions of the discrete element roughness model and with superposition solutions. The predictions and the measurements are in good to excellent agreement.In dieser Arbeit werden Messungen und Berechnungen gezeigt, die den Einfluß der thermischen Randbedingungen auf die Wärmeübertragung in turbulenten Grenzschichten an rauhen Wänden untersuchen. Es werden Messungen der Stanton Zahl für turbulente Luftströmung über rauhe Platten an zwei separaten Oberflächen unter einer Reihe von thermischen Randbedingungen dargestellt. Die betrachteten Fälle sind konstante Wandtemperatur, konstanter Wärmestrom durch die Wand, abgestufte Wandtemperatur und stückweise konstante Wandtemperatur. Diese Messungen, sowie Daten anderer Untersuchungen, werden mit Berechnungen durch Finite-Differenzen Lösungen des Diskrete-Elemente-Rauhheits-Modells und Superpositionslösungen verglichen. Berechnungen und Messungen liegen in guter bis ausgezeichneter Übereinstimmung.