Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Rambler's Top100

Rambler's Top100

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2012 год, номер 4

1.
Применение методов цифровой трассерной визуализации для диагностики турбулентного пограничного слоя

А. В. Бильский1, О. А. Гобызов1, В. И. Корнилов2, Д. М. Маркович3
1 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
2 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
3 Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН; Новосибирский государственный университет
dmark@itp.nsc.ru
Ключевые слова: оптические методы, PIV, PTV, трассерная визуализация, поле скорости, пульсации, турбулентный пограничный слой, плоская пластина
Страницы: 401-413

Аннотация >>
В статье излагаются подходы для измерения полей скорости и пульсаций скорости в несжимаемом турбулентном пограничном слое методами цифровой трассерной визуализации. Рассмотрены особенности выполнения измерений в области течения, формирующегося вблизи обтекаемой поверхности. Приведено описание оптической схемы измерений и способов засева потока трассерами. Анализируются результаты измерения полей скорости и турбулентных пульсаций скорости в пограничном слое на непроницаемой плоской пластине. Представлены сравнительные данные, характеризующие эффективность применения различных алгоритмов обработки трассерных картин.


2.
Ламинарная свободная конвекция между вертикальными параллельными пластинами с различными температурами

В. И. Терехов, А. Л. Экаид
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: ламинарная свободная конвекция, теплообмен, параллельные пластины, режим инверсии
Страницы: 415-429

Аннотация >>
Представлены результаты численного исследования течения и теплообмена при ламинарной свободной конвекции между вертикальными параллельными изотермическими пластинами с различными температурами. При этом температура горячей пластины была выше, а холодной, соответственно, ниже, чем температура окружающей среды. Температурный фактор изменялся в пределах RT = -5 ÷ 1. Число Прандтля было постоянным Pr = 0,71, а число Рэлея варьировалось Ra = 103 ÷ 105. Соотношение геометрических размеров пластин и расстояний между ними было неизменным: A = L/w = 10. Полностью эллиптические уравнения Навье-Стокса и уравнение энергии решались методом конечных объемов на разнесенных сетках. Проанализировано влияние температурного фактора на структуру течения в области входа и выхода из канала. Особое внимание уделено изучению режимов инверсии, когда подъемное течение в канале сменяется на опускное за счет интенсивного охлаждения одной из стенок. Представлены данные по распределению скоростей и температур между пластинами, локальной и интегральной теплоотдаче, что позволяет глубже понять механизм обменных процессов между параллельными пластинами с асимметричным нагревом.


3.
Газодинамическое построение плоского сверхзвукового воздухозаборника с повышенным коэффициентом расхода

Ю. П. Гунько, И. И. Мажуль
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН
gounko@itam.nsc.ru , mazhul@itam.nsc.ru
Ключевые слова: газодинамическое построение, плоские воздухозаборники, численные расчеты, большие сверхзвуковые скорости, характеристики расхода и эффективности
Страницы: 431-448

Аннотация >>
Методом газодинамического конструирования построена конфигурация плоского воздухозаборника внешнего сжатия с повышенным коэффициентом расхода при больших сверхзвуковых скоростях. Отличительной его особенностью является то, что на участке внешнего сжатия формируется течение с начальным косым скачком уплотнения и последующей центрированной изоэнтропической волной сжатия, взаимодействие которых с образованием результирующего, более интенсивного, косого скачка уплотнения и контактного разрыва происходит до сечения входа во внутренний канал воздухозаборника. Рассмотрен пример построения воздухозаборника с расчетным режимом, соответствующим числу Маха Мр = 7. Получены характеристики этого воздухозаборника в диапазоне чисел Маха набегающего потока M = 4-7, которые сопоставляются с характеристиками обычного скачкового воздухозаборника. Как показали численные расчеты, выполненные на основе уравнений Навье-Стокса для турбулентного течения, воздухозаборник с изоэнтропической волной сжатия на режимах М < Mр имеет заметно большие значения коэффициента расхода j. Так, например, при М = 4 величина j » 0,72 на 33 % больше по сравнению с j » 0,54 для скачкового воздухозаборника.


4.
Оптимизация параметров цикла ГТУ и конструктивных параметров проточной части газовой турбины с охлаждаемыми сопловыми и рабочими лопатками

А. М. Клер, Ю. Б. Захаров
Институт систем энергетики им. Л.А.Мелентьева СО РАН
contain@mail.ru, contain@mail.ru
Ключевые слова: газовая турбина, оптимизация параметров, схема охлаждения
Страницы: 449-459

Аннотация >>
Сформулирована задача совместной оптимизации давления и температуры продуктов сгорания перед газовой турбиной, профилей сопловых и рабочих лопаток газовой турбины и расходов охлаждающего воздуха через сопловые и рабочие лопатки. Предложен оригинальный подход к оптимизации профилей лопаток газовой турбины, в соответствии с которым оптимизируемые профили представляются как линейные комбинации заранее сформированных базовых профилей. Приведены примеры оптимизации газотурбинной установки по критерию энергетической эффективности при предварительном отводе тепла от потоков воздуха, поступающих на охлаждение проточной части и без такого отвода.


5.
Численное моделирование стационарных кавитационных течений вязкой жидкости в гидротурбине Френсиса

Л. В. Панов1, Д. В. Чирков1, С. Г. Черный1, И. М. Пылев2, А. А. Сотников2
1 Институт вычислительных технологий СО РАН
2 ОАО «Силовые машины», филиал ЛМЗ
chirkov@ict.nsc.ru
Ключевые слова: численное моделирование, кавитация, гидротурбины
Страницы: 461-473

Аннотация >>
Предложена численная методика моделирования кавитационных течений жидкости в проточном тракте турбомашины. Методика основана на решении стационарных 3D уравнений Навье-Стокса с уравнением переноса жидкой фазы. Предложена постановка граничных условий, соответствующая стандарту проведения кавитационных испытаний. Проведено сравнение четырех моделей парообразования-конденсации. Результаты расчетов для турбин различной быстроходности сопоставлены с экспериментом.


6.
К вопросу об отсутствии фрагментации горячих капель при малых недогревах охладителя

Ю. П. Ивочкин, С. Н. Вавилов, Ю. А. Зейгарник, К. Г. Кубриков
Объединенный институт высоких температур РАН
vortex@iht.mpei.ac.ru, vortex@iht.mpei.ac.ru, vortex@iht.mpei.ac.ru, vortex@iht.mpei.ac.ru
Ключевые слова: жидкий металл, паровой взрыв, давление, фрагментация
Страницы: 475-481

Аннотация >>
Экспериментально показано, что при контакте горячей и холодной жидкостей уменьшение
недогрева холодной жидкости до температуры насыщения изменяет характеристики паровой пленки, обволакивающей фрагменты горячей жидкости, снижает вероятность самопроизвольного прямого контакта жидкостей, взрывного вскипания холодной жидкости и генерации импульса давления,
инициирующего тонкую фрагментацию горячего теплоносителя и паровой взрыв. Описан механизм, приводящий к изменению поведения паровой пленки с уменьшением недогрева.


7.
Эмиссия димеров Аg2 с подложки при вакуумном осаждении смеси паров серебра и воды

А. А. Бочкарев, В. И. Полякова
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
anaboch@itp.nsc.ru
Ключевые слова: сорбция, нуклеация, димеры, флуктуация, эмиссия димеров
Страницы: 483-496

Аннотация >>
Вычислена эмиссия димеров Ag2 с подложки в паровую среду в случае совместного осаждения паров серебра и воды на идеальную подложку, формально моделирующую кристалл водяного льда по энергетическим аспектам. Предполагается, что димеры формируются на поверхности конденсации вследствие случайных столкновений атомов при их поверхностной миграции, а эмиссия димеров
обусловлена тепловыми флуктуациями кристаллической решетки водяного льда. В результате расчетов, выполненных на основе модифицированной модели сорбции Ленгмюра, установлено, что эмиссия димеров серебра и воды имеет место во всем исследованном диапазоне давления водяного пара, энергии связи серебро-вода, температуры кристалла. Исследованы динамика эмиссии от начала осаждения, зависимость эмиссии димеров от микрошероховатости поверхности конденсата. Статистическая обработка результатов показала, что вероятность эмиссии димеров с поверхности конденсата определяется не только величиной энергии связи димера с конденсатом, но и конфигурацией ближайшего окружения димера на поверхности конденсации. Найдено, что имеется определенная величина микрошероховатости поверхности конденсации, обеспечивающая максимум интенсивности эмиссии димеров. Эмиссия димеров с поверхностей, граничащих с потоками смесей паров, загрязняет потоки неучтенными примесями. В этом состоит важность изучения этого явления для аэромеханики смесей паров и газов.


8.
Применение полусферических радиационных экранов со степенью черноты, зависящей от температуры, для снижения теплообмена между двумя концентрическими полусферами

Мохсен Тораби1, А. Азис2, Сейфолах Саедодин1
1 Университет Семнана
2 Университет Гонзага
Torabi_mech@yahoo.com
Ключевые слова: система концентрических полусфер, радиационные экраны, степень черноты поверхности, зависящая от температуры, расположения экранов, метод сальдо
Страницы: 497-505

Аннотация >>
Метод сальдо применен для расчета передачи тепла излучением между двумя концентрическими полусферами, разделенными двумя полусферическими защитными экранами, степень черноты которых зависела от температуры. Три различных материала использовались для изготовления радиационных экранов: оксид алюминия, карбид кремния и вольфрам. Снижение теплообмена за счет экранов зависит не только от характеристик поверхности двух экранов, но и от расположения экранов. Представлены наглядные примеры, иллюстрирующие влияние температуро-зависимой степени черноты и расположения экранов на процентное снижение теплообмена. Результаты анализа могут быть использованы в решении подобных задач.


9.
Свободноконвективное течение вдоль вертикальной пластины, вызванное переменной температурой поверхности, в присутствии источника/стока тепла, магнитного поля и теплового излучения

П. Б. Редди1, Н. Б. Редди1, Говиндасами Палани2
1 Университет С.В., Тирупати, А. П
2 Гос. колледж Искусств им. Др. Амбедкара
gpalani32@yahoo.co.in
Ключевые слова: источник тепла, магнитная гидродинамика, излучение, конечные разности, поверхностное трение
Страницы: 507-520

Аннотация >>
В настоящей работе проводится численное моделирование с целью изучения теплообменных
характеристик свободно-конвективного течения вдоль вертикальной пластины в присутствии источника/стока тепла, магнитного поля и теплового изучения. На поверхности пластины задана переменная температура. Уравнения пограничного слоя, описывающие течение, сводятся к безразмерным уравнениям, применимым к режиму свободной конвекции, с использованием соответствующих безразмерных параметров. Безразмерные определяющие уравнения решаются неявным методом конечных разностей Крэнка-Никольсона с быстрой сходимостью, большой точностью и безусловной устойчивостью. Численные результаты получены и представлены для скорости, температуры, локального и среднего касательного напряжения на стенке и локального и среднего числа Нуссельта в воздухе. Настоящие результаты сравниваются с имеющимися в литературе и оказываются идеально согласованными.


10.
К анализу процессов нагрева и плавления слоя полупрозрачного материала

Н. А. Рубцов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
sleptsov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: нагрев, плавление, задача Стефана, фазовый переход, поглощение, излучение, отражение, радиационно-кондуктивный теплообмен
Страницы: 521-531

Аннотация >>
Анализируется модельное представление процессов нагрева и плавления применительно к постановке однофазной задачи Стефана в плоском слое полупрозрачного материала, односторонне нагреваемого и оплавляемого радиационно-конвективным способом.