Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Численное и экспериментальное исследование структуры течения при турбулентном обтекании одиночной «траншеи»

# 06, июнь 2016
DOI: 10.7463/0616.0842189
Файл статьи: SE-BMSTU...o070.pdf (1829.23Кб)
авторы: Афанасьев В. Н.1, Недайвозов А. В.1, Семенёв П. А.1,*, Дехай К.1

УДК 536.24

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Представлены результаты экспериментального и численного исследования гидроди-намики и теплообмена  при поперечном безотрывном обтекании двухмерной траншеи, расположенной на плоской пластине, обогреваемой по закону qст = const. Эксперимен-тальная часть выполнялась на дозвуковой низко турбулентной аэродинамической трубе открытого типа. Экспериментально определялись профили средних скоростей и темпера-тур в различных сечениях одиночной поперечной цилиндрической траншеи размером s = 37,5 мм и глубиной h = 2,5 мм (h/S = 0,067) при скорости внешнего потока 18 м/с. Числен-ные исследования выполнялись для несжимаемой жидкости с использованием расчетного пакета ANSYS FLUENT в рамках двухмерных уравнений Навье-Стокса, замкнутых с по-мощью двухпараметрических моделей турбулентности k-ɛ и k-ω - модели (MSST).
Исследовано влияние формы и геометрии траншеи на структуру турбулентного по-граничного слоя, распределения трения, теплоотдачи и давления на обтекаемой поверхности. Показано, что результаты расчета с использованием k-ɛ модели турбулентности дают хорошее совпадение с экспериментом - при этом: - для низко турбулентных ɛ < 1%  и низко рейнольдсовых потоков следует использовать k-ɛ модель; - для высоко турбулентных потоков ɛ > 2%   можно использовать модели k-ɛ и k-ω (MSST); - профилирование поверхности теплообмена системой поперечных траншей приводит к увеличению коэффициента теплоотдачи без увеличения поверхностного трения.
Проведено численное исследование влияния различных форм траншейных рельефов на интенсивность процесса теплоотдачи. Показано, что траншеи с большим углом входа имеют меньшие потери давления и коэффициенты трения, чем на гладкой пластине и имеют существенно большие коэффициенты теплоотдачи. 

Список литературы
1.Берглс А. Интенсификация теплообмена // Теплообмен. Достижения. Проблемы. Перспективы. М.: Мир, 1981. С. 145...192.
2.Дзюбенко Б.В., Кузма-Кичта Ю.А., Леонтьев А.И. и др. Интенсификация тепло- и массообмена на макро-, микро- и наномасштабах. М.: ФГТУ «ЦНИИАТОМИНФОРМ», 2008. 532 с.
3.Афанасьев В.Н., Леонтьев А.И., Чудновский Я.П. Теплообмен и трение на поверхностях, профилированных сферическими углублениями. М.: МГТУ, 1990. 118 с.
4.Афанасьев В.Н., Леонтьев А.И., Чудновский Я.П. и др. Гидродинамика и теплообмен при обтекании одиночных углублений на исходно гладкой поверхности. М.: МГТУ, 1991.140 с.
5.Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1990. 206 с.
6.Мигай В.К. Повышение эффективности теплообменников. Л.: Энергия. Ленинградское отд-е, 1980. 144 с.
7.Исаев С.А., Леонтьев А.И., Кудрявцев Н.А. Численное моделирование гидродинамики и теплообмена при турбулентном поперечном обтекании «траншеи» на плоской поверхности. // ТВТ, 2005, том 43, выпуск 1. С. 86…99.
8.Терехов В.И.Отрывные течения. Механизмы формирования и возможности управления процессами теплопереноса // Физические основы экспериментального и математического моделирования процессов газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: XIII Школы-семинара молодых учен. и специал. под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева: труды. Т. 1. М.: МЭИ, 2001. С. 15.
9.Menter F.R., Kuntz M., Langtry R.Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model // Proc. Int. Conf. Turbulence: Heat and Mass Transfer 4. N.Y.: Begell House Inc., 2003. P. 8.
10.Афанасьев В.Н., Трифонов В. Л. Интенсификация теплоотдачи при вынужденной конвекции. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2007. 68 с.
11.Шишов Е.В., Югов В.П., Афанасьев В.Н. и др.Экспериментальное исследование турбулентного пограничного слоя на плоской пластине с нулевым градиентом давления и постоянным тепловым потоком // Труды МВТУ. 1976. №222. С. 121–129.
12.Кон Дехай. Численное и экспериментальное исследование гидродинамики и теплообмена при без градиентном обтекании пластины // Молодежный научно-технический вестник. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. №7. 10 c.
13.Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоиздат, 1985. 320 с.
14.Афанасьев В.Н. Исследование процессов теплообмена в заторможенном равновесном турбулентном пограничном слое в начальном участке тепловой завесы: автореф. дис. канд. техн. наук. М., 1976. 16 с.
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)