DOI: 10.34759/tpt-2022-14-5-218-224
Авторы
Плотников Л. В.*,
Григорьев Н. И.**,
Осипов Л. Е.***,
Десятов К. О.****
Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б. Н. Ельцина, ул. Мира, 19, Екатеринбург, 620002, Россия
*e-mail: leonplot@mail.ru
**e-mail: noelll@bk.ru
***e-mail: klumbaa@outlook.com
****e-mail: iwan.logo2018@yandex.ru
Аннотация
Цель данного исследования заключается в изучении влияния начального уровня турбулентности стационарного потока газа на интенсивность теплоотдачи в прямолинейных трубах с разными поперечными сечениями. Результаты получены с помощью экспериментальных исследований и на основе численного моделирования. Выявлено, что с ростом интенсивности турбулентности потока от 2 до 10% возрастают значения локального коэффициента теплоотдачи от 5 до 17% в трубах с разными поперечными сечениями. Установлено, что величина отклика интенсивности теплообмена на изменение степени турбулентности потока является различной для труб с разными поперечными сечениями.
Ключевые слова:
прямолинейная труба, локальная теплоотдача, стационарный поток газа, степень турбулентности, разные поперечные сечения
Библиографический список
- Bacon D.H. Basic Heat Transfer. UK: Butterworth-Heinemann, 1989. 182
- Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Теплообмен и гидродинамика турбулизированных потоков. Киев: Наукова думка, 1985. 294 с.
- Yang Y., Ting D.S.-K., Ray S. Mechanisms underlying flat surface forced convection enhancement by rectangular flexible strips // Thermal Science and Engineering Progress. 2021. Vol. 231. Article number
- Баранова Т.А., Данильчик Е.С., Жукова Ю.В., Кадыров Р.Г., Маршалова Г.С., Миронов А.А., Попов И.А., Скрыпник А.Н., Чорный А.Д. Сопротивление и теплообмен одиночной трубы с поверхностными генераторами вихрей // Тепловые процессы в технике. Т. 13. № 11. С. 495–508. DOI: 10.34759/tpt-2021-13-11-495-508
- Choi S.M., Kwon H.G., Bang M., Moon H.K., Cho H.H. Heat transfer from a dimple-imprint downstream of boundary-layer trip-wire // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Vol. 173. Article number
- Abe S., Okagaki Y., Satou A., Sibamoto Y. A numerical investigation on the heat transfer and turbulence production characteristics induced by a swirl spacer in a single-tube geometry under single-phase flow condition // Annals of Nuclear Energy. 2021. Vol. 159. Article number
- Qi P., Hao S., Su J., Qiu F., Tan S. Experimental Study of Flow Field and Turbulence in Rod Bundle Channel under Pulsating Flow Using PIV // Atomic Energy Science and Technology. 2021. Vol. 55. N 1. P. 142–150.
- Gramespacher , Albiez H., Stripf M., Bauer H.-J. The Influence of Element Thermal Conductivity, Shape, and Density on Heat Transfer in a Rough Wall Turbulent Boundary Layer with Strong Pressure Gradients // Journal of Turbomachinery. 2021. Vol. 143. N 8. Article number 081001.
- He W., Deng Q., Yang G., Feng Z. Effects of Turning Angle and Turning Internal Radius on Channel Impingement Cooling for a Novel Internal Cooling Structure // Journal of Turbomachinery. 2021. Vol. 143. No 9. Article number
- Диденко Р.А., Пиралишвили Ш.А., Шахов В.Г. Анализ характеристик потока между двумя вращающимися дисками в системе подвода воздуха к рабочей лопатке турбины на основе адаптированных критериев подобия // Тепловые процессы в технике. Т. 11. № 10. С. 434–446.
- Gu J., Li Z., Wang Q., Lyu J., Wu Y. Geometry optimization for supercritical water heat transfer enhancement in non-uniformly heated rifled tubes // Applied Thermal Engineering. 2021. Vol. 187. Article number
- Kura T., Wajs , Fornalik-Wajs E., Kenjeres S., Gurgul S. Thermal and hydrodynamic phenomena in the stagnation zone—impact of the inlet turbulence characteristics on the numerical analyses // Energies. Vol. 14. No 11. 2021. Article number 105.
- Alzahrani , Islam M.S., Saha S.C. Heat transfer enhancement of modified flat plate heat exchanger // Applied Thermal Engineering. 2021. Vol. 186. Article number 116533.
- Tschisgale S., Kempe T. Deterioration of heat transfer in turbulent channel flows due to nanoparticles // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2021. Vol. 175. Article number
- Barcelos D.R., Centeno F.R. Numerical assessment of the effect inflow turbulators on the thermal of a combustion chamber // Thermal Science. 2021. Vol. 25. N 1. P. 209–220.
- Жилкин Б.П. и др. Совершенствование процессов в газовоздушных трактах поршневых двигателей внутреннего сгорания: монография / Под общ. ред. Ю.М. Бродова. Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2015. 228 с.
- Plotnikov , Nevolin A., Nikolaev D. The flows structure in unsteady gas flow in pipes with different cross-sections // EPJ Web of Conferences. 2017. Vol. 159. Article number 00035.
- Launder B.E., Spalding D.B. The numerical computation of turbulent flows // Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering. 1974. Vol. 3. N 2. P. 269–289.
- Plotnikov L.V. Experimental research into the methods for controlling the thermal-mechanical characteristics of pulsating gas flows in the intake system of a turbocharged engine model // International Journal of Engine Research. 2022. Vol. 23(2). P. 334–344.
- Terekhov V.I. Heat Transfer in Highly Turbulent Separated Flows: A Review // Energies. 2021. Vol. 14. Article number 1005.
- Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Энергоатомиздат, 1990. 367 с.
- Бродов Ю.М., Жилкин Б.П., Плотников Л.В. О влиянии поперечного профилирования каналов на термомеханику пульсирующих потоков // Журнал технической физики. 2018. Т. 88. № 3. С. 330–336.