Эволюция закрученного потока в круглой трубе после лопаточного завихрителя при умеренных числах Рейнольдса
В.М. Молочников1,2, Н.Д. Пашкова1,2, А.А. Паерелий1
1Федеральный исследовательский центр «Казанский научный центр РАН», Казань, Россия
vmolochnikov@mail.ru
2Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева, Казань, Россия
pashkova-2000@mail.ru
Ключевые слова: завихритель, закрутка потока, гладкий канал, степень закрутки, прецессия ядра вихря, ламинарно-турбулентный переход, среднеквадратичные пульсации скорости, перемежаемость течения, спектр пульсаций скорости
Страницы: 667-682
Аннотация
Представлены результаты экспериментальных исследований структуры закрученного потока за лопаточным завихрителем в гладкой трубе при числе Рейнольдса осевого течения, изменяющемся в диапазоне Re = 240 - 1640. Проанализировано изменение степени закрутки потока по длине трубы в зависимости от числа Рейнольдса. Выявлены основные закономерности эволюции профилей продольной и окружной компонент скорости потока и распределения среднеквадратичных пульсаций продольной компоненты скорости при увеличении расстояния от завихрителя. Показано, что при Re = 1640 в трубе развивается неустойчивость течения, которая является следствием формирования области возвратного течения на оси трубы в непосредственной близости от завихрителя. Проанализировано влияние закрутки потока на появление признаков локального ламинарно-турбулентного перехода в окрестности оси трубы и вблизи ее стенки: резкий рост среднеквадратичных пульсаций скорости с увеличением числа Рейнольдса и появление перемежаемости в осциллограммах скорости потока. Установлено, что в пристеночной области локальная турбулизация потока вызвана взаимодействием со стенкой следов за лопатками завихрителя.
DOI: 10.63430/TIA202504003 |
