Главная – Журналы – Поиск по журналам

Представлены результаты численного исследования влияния толщины пограничного слоя на турбулентный отрыв и теплообмен в трубе с внезапным расширением. При расчете использована модель турбулентности Ментера переноса сдвиговых напряжений, реализованная в пакете Fluent. Диапазон чисел Рейнольдса от 5× 10³ до 10⁵. Рабочей жидкостью служил воздух. Степень расширения трубы (D₂/D₁)² = 1,78. Показано существенное влияние толщины отрывающегося пограничного слоя как на динамические, так и на тепловые характеристики потока. В частности, обнаружено, что при увеличении толщины пограничного слоя зона рециркуляции увеличивается, максимальное значение коэффициента теплоотдачи уменьшается.

Проведено численное моделирование сопряженного конвективно-кондуктивного теплопереноса в прямоугольной области с источником тепловыделения при наличии вынужденного течения и массообмена. Получены распределения тепловых и гидродинамических характеристик, описывающие специфические особенности исследуемых режимов течения. Проанализировано взаимное влияние вынужденного и свободноконвективного течения. Установлены масштабы воздействия определяющих безразмерных комплексов (Gr, Br, Re) на режимы течения. Показана эволюция анализируемого процесса.

Экспериментально исследовано влияние угла наклона пластины к горизонту на расстояние между формирующимися струями и разрыв стекающей пленки воды на нагревателе размером 150×150 мм. Получены данные по зависимости расстояния между струями от плотности теплового потока и от угла наклона пластины. В экспериментах обнаружены две области влияния плотности теплового потока на расстояния между струями: при θ ≥ 20° расстояния между струями практически не зависят от плотности теплового потока, при θ ≤ 15° они уменьшаются с ростом плотности теплового потока. Выполнено обобщение данных по разрыву пленки с учетом влияния испарения. Показано, что влияние угла наклона на разрыв пленки практически отсутствует во всем диапазоне исследуемых чисел Рейнольдса.

Приведены результаты измерений электрических характеристик высокочастотного факельного разряда резонансным методом. Показано, что величина емкости разряда, определенная в соответствии с модифицированной схемой Неймана, близка к величине электростатической емкости. Проведен расчет емкости канала разряда с учетом процесса распространения вдоль него поверхностной электромагнитной волны.

В рамках численного моделирования рассматривается роль электромагнитных сил и сил вязкого трения с потоком дуговой плазмы в формировании течения в расплаве катода; проводится сравнительная оценка влияния каждой из указанных сил в отдельности. Выявлено, что картина течения расплава формируется главным образом электромагнитными силами. Характер воздействия электромагнитных сил в значительной степени определяется соотношением между радиусом катодной привязки дуги
на капле расплава и радиусом стержневого катода.

На основе уравнений для многокомпонентных турбулентных реагирующих газовых смесей численно моделируется пространственное горение турбулентных струй в топочных устройствах. Получены зависимости влияния скорости вторичного воздуха и состава газовых компонентов на конфигурацию факела при диффузионном процессе горения. Выявлено влияние режимных параметров на увеличение размеров факела, возникающее при взаимодействии вторичного воздуха с газовыми компонентами.

Анализируются полученные ранее экспериментальные данные по исследованию энергетических характеристик и возможности самозапуска ротора Дарье. Эти результаты использованы при проектировании новых двухъярусных ветроэнергетических установок с прямыми лопастями. Натурные испытания двух вариантов конструкции показали перспективность разработки ветроэнергетических установок с ротором Дарье. При разумном проектировании они не требуют каких-либо устройств для ориентации и запуска ротора, мало чувствительны к порывам ветра и могут иметь высокий уровень энергетических характеристик, не уступающий лучшим образцам установок пропеллерного типа.

Экспериментально исследована работа диаметрального дискового вентилятора при низких (5- 50 тор) давлениях в воздухе. Обнаружен эффект резкого уменьшения объемного расхода вентилятора при давлении менее 40 тор (кризис расхода), что не согласуется с имеющимися в литературе сведениями. Найдено и экспериментально обосновано критическое значение безразмерного параметра, при котором происходит перестройка течения и формирование замкнутого потока внутри вентилятора.

Тестируется течение, образующееся при разрушении плотины, для выяснения точности различных методов разрешения поверхности раздела газ- жидкость, основанных на решении дополнительного уравнения объемной фракции жидкой фазы. Основное внимание уделяется численным схемам, используемым для аппроксимации членов адвекции этого уравнения. В частности, применяется MUSCL-схема с QUICK-интерполянтами, TVD-ограничителями "compressive minmod" и процедурой «модификации наклона», а также противопоточно-поточная схема «донор-акцептор», сконструированная в VOF-методе. Для решения уравнений скорости и давления используется явная процедура, основанная на методе искусственной сжимаемости. Проведены детальные предварительные расчеты для получения решения, независимого от параметров сетки и шагов по времени. Результаты численных исследований движения свободной поверхности представлены изолиниями объемной фракции в разные моменты времени, а также положениями переднего фронта течения и высоты колонны жидкости в зависимости от времени.

Представлены результаты экспериментального исследования пузырькового газожидкостного течения в горизонтальном и слабонаклоненном (от - 20° до +20° ) плоском канале. Измерения проводились в диапазоне приведенных скоростей жидкости 0,2÷1 м/с и расходного объемного газосодержания до 0,2. Измерения гидродинамической структуры проводились электрохимическим методом с использованием микродатчиков трения и датчика проводимости. При проведении экспериментов были выполнены полные записи реализаций сигналов трения на верхней стенке канала и локального газосодержания. В результате цифровой обработки записанных реализаций получены профили локального газосодержания, определены значения среднего трения и его относительных среднеквадратичных пульсаций на верхней стенке канала. Показано, что в изученных режимах имеет место эффект группировки пузырей в кластеры, а пузырьковый поток представляет собой чередование пузырьковых кластеров и однофазной жидкости с отдельными пузырями или без них. Получено среднее трение и абсолютные пульсации трения в области пузырьковых кластеров и вне их. Получены гистограммы распределения плотности вероятности значений касательного напряжения на верхней стенке. Показано, что среднее трение и абсолютные пульсации в кластерах существенно выше, чем в области свободного от пузырей течения.