Труды 4-й РНКТ (2006). Том 3. Свободная конвекция. Тепломассообмен при химических превращениях

Артемов В.И., Яньков Г.Г., Евтихиева О.А., Лапицкий К.М., Расковская И.Л., Ринкевичюс Б.С., Толкачев А.В.
Численное и экспериментальное исследование естественной конвекции в жидкости около нагретого цилиндра

Московский энергетический институт (технический университет), Россия

Аннотация

С помощью пакета прикладных программ Anes выполнено численное моделирование нестационарной естественной конвекции в воде около нагретого цилиндра с полусферическим дном. Получены распределения температуры жидкости в объеме кюветы и в пограничном слое. Проведено моделирование распространения тонкой лазерной плоскости в сферическом пограничном слое. Дано описание экспериментальной установки для наблюдения рефракции лазерной плоскости в неоднородном поле температуры среды. Приведены результаты сравнения расчетной и экспериментально наблюдаемой рефракционных картин и их изменения в зависимости от различных параметров.

Заключение

Результаты расчета распределения температуры в пограничном слое около нагретого цилиндра показывают на необходимость учета изменения оптических и теплофизических свойств жидкости в пределах пограничного слоя.
Разработанный метод компьютерного моделирования распространения лазерной плоскости в сферическом пограничном слое на основе решения волнового уравнения в геометрооптическом приближении является более точным, чем приближенные методы, которые использовались ранее в градиентной рефрактометрии.
Разработанная экспериментальная установка позволяет визуализировать тепловые пограничные слои в жидкости около нагретых тел как в стационарном, так и в нестационарном режимах течения. Метод сопоставления расчетной рефрактограммы ЛП с экспериментально полученной при изучении естественной конвекции в жидкости около нагретых (охлажденных) тел позволяет проводить сравнение экспериментальных результатов с теоретическими без решения обратной задачи.
Дальнейшее развитие КОЛАР метода позволит осуществить оперативное исследование температурных полей при свободной конвекции около различных нагретых или охлажденных тел в нестационарных режимах и проводить проверку гипотез, положенных в основу расчетных методов.

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ (грант№1109).

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Безуглый Б.А., Флягин В.М. Оценка температуры в зоне нагрева при возбуждении фотоиндуцированной термокапиллярной конвекции