Труды 4-й РНКТ (2006). Том 2. Вынужденная конвекция однофазной жидкости

Быркин А.П. О механизме и структуре тепловой стратификации среды в закрученных внутренних течениях вязкой жидкости

Центральный аэрогидродинамический институт (ЦАГИ), г. Жуковский, Московской обл., Россия

Аннотация

В развитие результатов, представленных в [1], на примере ламинарных конически подобных закрученных внутренних течений несжимаемой жидкости получены автомодельные решения тепловой задачи, моделирующей энергоразделение среды в конической струе. Для случаев с закруткой потока характерно образование кольцевых замкнутых поверхностей тока тепла (алгебраического избыточного теплосодержания среды). Их контуры в меридиональном сечении строились на основе данных об изменении вектора суммарного теплового потока, обусловленного переносом тепла конвекцией и теплопроводностью. В зависимости от режима течения в струе (прямоточного или противоточного) возможно наличие нескольких зон с замкнутыми поверхностями тока тепла, последовательно сопрягающимися между собой на конических фронтах, на которых нормальная составляющая вектора суммарного теплового потока равна нулю. В окрестности вершины конуса (r=0), являющейся особой точкой, в упомянутых зонах реализуются источники и стоки избыточного тепла бесконечной мощности, которые переходят друг в друга на промежуточном фронте, где равна нулю радиальная составляющая.

Заключение

На основе полученных результатов качественно предсказывается эффект энергоразделения жидкости, подобный эффекту энергоразделения газа в прямоточной и противоточной вихревой трубе. Природа этого эффекта обусловлена изменением топологии течения при закрутке потока, приводящим к образованию замкнутых поверхностей тока избыточного тепла.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Валуева Е.П., Кулик А.А. Влияние вторичных течений на теплообмен при пульсирующем турбулентном течении газа в трубе в условиях резонансных колебаний