Местная и средняя теплоотдача в диффузорной выемке при различных углах ее установки


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-12-563-572

Авторы

Ильинков А. В.1*, Моренко И. В.2**, Такмовцев В. В.1***, Зарипов И. Ш.1****, Попов И. А.1*****, Щукин А. В.1******

1. Казанский национальный исследовательский технический университет имени А.Н. Туполева – КАИ, Казань, Россия
2. Институт механики и машиностроения Федерального исследовательского центра «Казанский научный центр Российской академии наук», ул. Лобачевского, 2/31, Казань, 20111, Россия

*e-mail: ailinkov@mail.ru
**e-mail: morenko@imm.knc.ru
***e-mail: vvt379@rambler.ru
****e-mail: ilnar_z@bk.ru
*****e-mail: popov-igor-alex@yandex.ru
******e-mail: a.v.shchukin@rambler.ru

Аннотация

В результате опытных и расчетных исследований получены данные о местной и средней теплоотдаче в единичной диффузорной выемке, обтекаемой турбулентным потоком воздуха и размещенной на плоской поверхности с возможностью поворота выемки на различные углы установки β = 0°– 60° относительно направления движения набегающего потока. Число Рейнольдса ReD составляло 4.62·104. На основе сравнительных исследований выбраны рациональные значения угла установки диффузорной выемки β = 45°– 60°, при которых происходит наибольшая интенсификация конвективного теплообмена, сопровождаемая одноэпицентровым механизмом образования самоорганизующейся крупномасштабной вихревой структуры. В диапазоне рекомендуемых к применению этих углов установки диффузорных выемок получено удовлетворительное совпадение результатов численного моделирования с экспериментальными данными.

Ключевые слова:

диффузорная выемка, экспериментальные и численные исследования, интенсификация теплоотдачи, угол установки выемки

Библиографический список

  1. Леонтьев А.И., Алексеенко С.В., Волчков Э.П. и др. Вихревые технологии для энергетики / под общей редакцией академика А.И. Леонтьева. Москва: Издательство «МЭИ», 2017. 350 с.

  2. Гортышов Ю.Ф., Попов И.А., Олимпиев В.В., Щелчков А.В., Каськов С.И. Теплогидравлическая эффективность перспективных способов интенсификации теплоотдачи в каналах теплообменного оборудования. Интенсификация теплообмена: монография. Казань: Центр инновационных технологий, 2009. 531 с.

  3. Кесарев В.С., Козлов А.П. Структура течения и теплообмен при обтекании полусферического углубления турбулизированным потоком воздуха // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Серия «Машиностроение». 1993. № 1. С. 106–115.

  4. Щукин А.В., Козлов А.П., Чудновский Я.П., Агачев Р.С. Интенсификация теплообмена сферическими выемками. Обзор // Известия РАН. Энергетика. 1998. № 3. С. 47–64.

  5. Исаев С.А., Леонтьев А.И., Щелчков А.В. Интенсификация теплообмена овальными лунками // Тезисы докладов и сообщений XV Минского международного форума по тепло- и массообмену. Минск, Беларусь (23–26 мая 2016 г.). Минск: Институт тепло- и массообмена имени А.В. Лыкова НАН Беларуси, 2016. Т. 1. С. 102–105.

  6. Гачечиладзе И.А., Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. и др. Теплообмен при самоорганизации смерчеобразных структур // Тепломассообмен – ММФ. Материалы Минского международного форума по тепломассообмену. Проблемные доклады. Секция 1–2. Минск, 1988. С. 83.

  7. Щукин А.В., Ильинков А.В., Такмовцев В.В., Ильинкова Т.А., Хабибуллин И.И. Теплофизика рабочих процессов в охлаждаемых лопатках газовых турбин / под общ. ред. А.В. Щукина. Казань: Изд-во КНИТУ-КАИ, 2020. 392 с.

  8. Теплообменная поверхность: пат. Российская Федерация / Щукин А.В., Ильинков А.В., Такмовцев В.В., Хабибуллин И.И., Зарипов И.Ш. – № 2675733; зявл. 26.02.2018; опубл. 24.12.2018. Бюл. № 36.

  9. Кикнадзе Г.И., Гачичеладзе И.А., Алексеев В.В. Самоорганизация смерчеобразных струй в потоках вязких сплошных сред и интенсификация теплообмассообмена, сопровождающая это явление. Москва: Издательство «МЭИ», 2005. 84 с.

  10. Марчуков Е.Ю., Стародумов А.В., Щукин А.В., Ильинков А.В., Такмовцев В.В., Попов И.А., Ермаков А.М. Сравнительный анализ эффективности тепловой завесы за поясками веерных и цилиндрических отверстий в широком диапазоне изменения угла и параметра вдува // Теплофизика и аэромеханика. 2021. Т. 28. № 5. С. 691–702.

  11. Ильинков А.В., Такмовцев В.В., Щукин А.В., Хабибуллин И.И., Зарипов И.Ш. Интенсивность вихревых структур в диффузорных выемках // Авиационная техника. 2018. № 4. С. 75–80.

  12. Ильинков А.В., Щукин А.В., Такмовцев В.В., Хабибуллин И.И., Зарипов И.Ш. О повышении интенсивности крупномасштабных вихревых структур в диффузорных выемках // Авиационная техника. 2020. № 2. С. 97–101.

  13. Menter F.R. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, vol. 32, no. 8, 1994, pp. 1598–1605. DOI: 10.2514/3.12149

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024