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

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

Московский энергетический институт (технический университет), Россия

Аннотация

Проанализировано влияние различных режимных параметров на средние по периоду колебаний теплоотдачу и сопротивление трения при турбулентном течении газа в трубе с наложенными резонансными колебаниями. Расчетные данные получены путем решения методом конечных разностей системы дифференциальных уравнений движения, неразрывности и энергии, записанных в приближении узкого и акустически узкого канала, дополненной системой указанных уравнений, осредненных по сечению трубы. Использована модель турбулентности, включающая релаксационные уравнения для турбулентных вязкости, касательного напряжения и теплового потока. Установлено, что в резонансных режимах в области пучности средней массовой скорости могут возникать рециркуляционные зоны. От размера этих зон и интенсивности вторичных течений в них существенно зависит теплоотдача и сопротивление.

Заключение

Разработанная методика численного моделирования теплообмена при пульсирующем турбулентном течении сжимаемой жидкости в узкой труб позволила воспроизвести наблюдаемое в экспериментах увеличение средней по периоду колебаний теплоотдачи в резонансных режимах. Дано объяснение максимумам на распределении теплоотдачи по длине трубы, положение которых соответствуют сечениям с максимальными амплитудами колебаний средней массовой скорости. Существенное влияние на теплоотдачу оказывают вторичные течения, интенсивность которых возрастает с увеличением амплитуды колебаний и с уменьшением числа Маха и плотности теплового потока на стенке. Расчеты свидетельствуют о качественной аналогии между теплоотдачей и сопротивлением трения.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Веретельник А.В., Осипов М.И. Моделирование сопряженной задачи трения и теплообмена при транспирационном охлаждении лопаток газовых турбин