Дослідження гідродинаміки та тепловіддачі при поперечному обтіканні повітрям ряду циліндрів з гвинтовими канавками
Вантажиться...
Дата
2020-08
Науковий керівник
Назва журналу
Номер ISSN
Назва тому
Видавець
Восточно-Европейский журнал передовах технологий
Анотація
Поперечне обтікання циліндрів – поширене явище в багатьох галузях техніки. Технологічна простота виконання трубчастих конструкцій робить їх привабливими, особливо при застосуванні робочих тіл, які знаходяться під різними величинами тиску. Разом з тим, циліндри відносяться до категорії «погано обтічних» тіл, і існує широка можливість покращення їх гідродинаміки і тепловіддачі. Для кругового циліндра існує діапазон швидкостей, в якому його гідравлічний опір може зменшуватись від деформації поверхні циліндра. Це явище може бути використане для раціонального проектування теплообмінників. В аеродинамічній трубі відкритого типу були визначені коефіцієнти тепловіддачі та гідравлічні опори однорядних пучків циліндрів з декількома типами спіральних канавок на зовнішній поверхні. Найбільший приріст тепловіддачі (64 %) показав циліндр з найменшим кроком канавки (10 мм), на другому місці опинився екземпляр з порівняно великим кроком – 40 мм. Застосування найкращої спіральної канавки дозволило зменшити гідравлічний опір на 19 %. Для пояснення ефектів застосовувались візуалізація і комп’ютерне моделювання. Відповідність комп’ютерного моделювання експериментальним результатам визначалась порівнянням середнього коефіцієнту теплообміну (розрахункового і визначеного за допомогою льодового калориметра). В результаті вибрано модель турбулентності RNG, яка забезпечує кращу відповідність моделі експерименту. Комп’ютерне моделювання пояснило фізичну картину обтікання циліндрів зі спіральними канавками, в тому числі їх взаємний вплив при відмінній осьовій орієнтації в пучку. Показано, що наявність спіральної канавки, яка з одної сторони збільшує тепловіддачу, а з другої сторони зменшує гідравлічний опір, може суттєво збільшити теплогідравлічну ефективність (фактор аналогії Рейнольдса).
Опис
Ключові слова
тепловіддача, тепловіддача, аналогія Рейнольдса, спіральні канавки, гідравлічний опір, інтенсифікація тепловіддачі
Бібліографічний опис
Халатов, А. А. Дослідження гідродинаміки та тепловіддачі при поперечному обтіканні повітрям ряду циліндрів з гвинтовими канавками / А. А. Халатов, Г. В. Коваленко, М. А. Мулярчук // Восточно-Европейский журнал передовах технологий. – 2020. – Vol 3, No 8 (105). – С. 39-45. – Бібліогр.: 19 назв.