Труды 4-й РНКТ (2006). Том 6. Дисперсные потоки и пористые среды. Интенсификация теплообмена

Дзюбенко Б.В.
Структура турбулентного потока в пучках витых стержней и ее влияние на теплообмен

Московский авиационный институт (государственный технический университет), Россия

Аннотация

Выполнено экспериментальное исследование структуры трехмерного турбулентного закрученного потока на крупномасштабных моделях пучка витых стержней. Разработан новый метод анализа сигнала термоанемометра, учитывающий стесненность межстержневого пространства и особенности трехмерного закрученного потока, и предложены оригинальные датчики для исследования турбулентной структуры потока. Предложена вихревая модель течения для геометрически неподобных пучков витых стержней, расширяющая возможности моделирования теплогидравлических процессов в таких пучках и учитывающая влияние интенсивности закрутки потока в них.

Заключение

Предложенный метод анализа сигнала термоанемометра позволил исследовать структуру турбулентного закрученного потока в пучках витых стержней в условиях стесненного пространства и высокого уровня турбулентности потока с помощью поворотного датчика с наклонной нитью в комбинации с трубкой Пито и датчика с прямой нитью. Разработана гидродинамическая модель вихревого движения в пучках витых стержней, на базе которой был предложен критерий подобия, учитывающий действие закрутки потока на структуру течения, теплообмен и гидравлическое сопротивление в таких пучках.

В результате исследования энергетических спектров турбулентности в пучках витых стержней был обнаружен сдвиг спектра в область высоких частот по сравнению со спектром турбулентности в круглой трубе, что позволило объяснить причину роста гидравлического сопротивления в пучках витых стержней. Исследование автокорреляционной функции подтвердило наличие в ядре потока широкого диапазона размеров турбулентных вихрей и показало, что с ростом числа Рейнольдса турбулентность в пучке витых стержней стремится к более изотропной структуре.

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Дилевская Е.В., Каськов С.И. Применение вихревой интенсификации теплообмена для повышения эффективности охладителей силовых электронных устройств