Естественно-конвективные течения в длинных трубах

• Автор: Шуган, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 c. : ил

ГЛАВА I. ЛАМИНАРНОЕ ЕСТЕСТВЕННО-КОНВЕКТИВНОЕ ДВИЖЕНИЕ ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ ПРИ ПЕРЕМЕННОЙ ТЕМПЕРАТУРЕ
БОКОВЫХ СТЕНОК
§ 1.1. Постановка задачи. Подобный режим течения
§ 1.2. Ламинарное течение, заполняющее трубу без условия подобия
§ 1.3. Течение в закрытом термосифоне
Выводы
Глава II. ЛАМИНАРНОЕ ЕСТЕСТВЕННО-КОНВЕКТИВНОЕ ТЕЧЕНИЕ В ОТКРЫТОМ ТЕРМОСИФОНЕ ПРИ ПОДВОДЕ ТЕПЛА К БОКОВЫМ СТЕНКАМ И К НИЖНЕМУ ТОРЦУ ТРУБЫ
§ 2.1. Постановка задачи. Построение решения в общем
случае
§ 2.2. Анализ решений в случае подогрева трубы только
с нижнего торца (О, О.>0)
§ 2.3. Анализ решений для общего случая (>0,
$ ? О )
Выводы
Глава III. ТУЕБУЛЕНТНЫЕ ЕСТЕСТВЕННО-КОНВЕКТИВНЫЕ ТЕЧЕНИЯ
ЖИДКОСТИ В ОТКРЫТОМ ТЕРМОСИФОНЕ
§ 3.1. Постановка задачи. Вывод основных уравнений
§ 3.2. Конвективное течение при задании потока тепла,
подводимого к боковым стенкам и к нижнему торцу трубы
§ 3.3. Турбулентное конвективное течение при задании
переменной по высоте температуры.боковых стенок
Вывода
ГЛАВА ТУ. НЕСТАЦИОНАРНЫЕ КОНВЕКТИВНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В ДЛИННЫХ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ТРУБАХ ПРИ ПОДОГРЕВЕ НИЖНЕГО ЗАКРЫТОГО ТОРЦА ТРУБЫ
§ 4.1. Модельный пример конвективного нестационарного течения при задании температуры закрытого торца трубы
§ 4.2. Конвективное нестационарное течение при задании
потока тепла, подводимого к нижнему торцу трубы
Вывода
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Естественная конвекция - одно из самых распространенных гидродинамических явлений в природе. Изучение конвекции составляет важную часть теоретической гидромеханики.
Естественно-конвективные движения возникают в неоднородном поле массовых сил, вызванном неравномерным прогревом жидкости.
Область практических приложений этого явления чрезвычайно широка: во многих научно-технических отраслях имеют место естественно-конвективные движения.
Актуальность исследования конвекции, происходящей в ограниченных и полуограниченных объемах (в условиях внутренней задачи) обусловлена важностью научно-практических применений в различных областях при]?оды и техники
Явления свободной конвекции имеют большое значение в паровых газовых турбинах. Одним из эффективных методов охлаждения рабочих лопаток турбин является термосифонное охлаждение. Охлаждающее действие термосифонов основано на естественно-конвективном движении жидкого теплоносителя в канале, пронизывающем перо лопатки турбины, и происходящим под действием центробежных сил. Устройство термосифонов различных типов и их применение к охлаждению лопаток газовых турбин описано фнигах Л.М.Зысиной-Моложен, Л.В. Зысина, М.П.Поляка [I], В.П.Иванова, Ю.Д.Локая [2], В.К.Щукина [3], Ф.Крейца [4].
Термосифэнное охлаждение применяется также и в других областях техники: в роторах электрических машин, трансформаторах,ядер-ных реакторах, в различных устройствах криогенной техники. Обзор областей применения термосифонов дан в работе Джапиксе Гб}. Перспективным направлением представляется применение термосифонного охлаждения для уменьшения кавитации на лопатках гребных винтов кораблей.

1.2), описываемой неравенствами:
т - лл * //>/}* (А (1.з.9)
могут быть получены путем, аналогичным исследованию подобного решения с образованием застойной зоны в нижней части трубы. Решения для и и / задаются в виде
и = /Р) (*-/*) Г[х-/)],
I = к(тЮ №) , (1-ЗЛ0)
У ~ [^(мр - 4 /24(м?^)
здесь - значение параметра // , соответствующего подобному течению при заданном А* » ^ - ступенчатая функция =■ / Х<0}-1, Х^О, £< - параметр, изменяющийся в пределах
( ) 0 )• При ~ 0 имеем $Й $ - А* » что соответствует левой границе области (3) (см.рис. 1.2), для ф£(н<п) - подобное решение: правая граница области (3).
При 0 ^ X. ^ £ осуществляется подобный реЧ (**$)
жим течения (1.3.10).
При 0 ^Х- ^ ^ ^ ^ решение ПОКОЯ ДЛЯ А?
становится неустойчивым: образуется область замкнутого кольцевого течения, описываемая решениями (1.2.6), (1.2.7), (1.3.5) -(1.3.8).
В соответствии с (1.3.6), (1.3.7) возможны два устойчивых типа течения: при первом (режим /I ) жидкость в этой зоне поднимается вдоль боковых стенок, опускаясь по центру трубы, у нижнего торца образуется кольцевой вихрь со встречным движением жидкости по центру трубы. Во втором решении (режим 3 ) картина