Интенсификация теплообмена двояковогнутыми сферическими выемками

• Автор: Ильинков, Андрей Владиславович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 123 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИС-

СЛЕДОВАНИЯ

1 Л. Интенсификация теплообмена сферическими выемками

1.2. Интенсификация теплообмена поперечными выступами

1.3. Оптимальное проектирование теплообменных устройств

1.4. Постановка задачи исследования

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ СТЕНДЫ, МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ И ОБРАБОТКИ ОПЫТНЫХ ДАННЫХ
2.1. Установка для исследования одиночной двояковогнутой сферической выемки, объекты исследования
2.2. Установка для исследования системы двояковогнутых сферических выемок, объекты исследования
2.3. Измерительные устройства и приборы
2.4. Объекты исследования
части выемки
3.3. Теплоотдача на поверхности кольцевого выступа.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ТЕЧЕНИЙ И ГИДРАВЛИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ КАНАЛА С ДВОЯКОВОГНУТЫМИ ВЫЕМКАМИ. ИХ ЭНЕРГЕТИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ И ОПТИМАЛЬНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕННЫХ УСТРОЙСТВ
4.1. Результаты визуализации течений
4.2.Гидравлическое сопротивление канала с двояковогнутыми сферическими выемками
4.3. Энергетическая эффективность интенсификации теплообмена двояковогнутыми выемками
4.4.0птимальное проектирование теплообменных устройств с двояковог-
нутымим выемками
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Латинские
XV - скорость потока;
Б - площадь поверхности;
Т - температура;
I - шаг расположения выступов;
С - теплоемкость;
КГ- мощность на прокачивание теплоносителя;
С) - тепловой поток;
Г реческие
а, а - местный и средний коэффициенты теплоотдачи;
1 - коэффициент теплопроводности;
V - кинематический коэффициент вязкости; ц - динамический коэффициент вязкости; р - плотность;
Числа подобия
Ыи - число Нуссельта;
Ые - число Рейнольдса;
БС St - местное и средние числа Стантона;
Индексы
гл - при обтекании исходно гладкой поверхности; со - на внешней границе пограничного слоя;
О - на плоской гладкой поверхности;
сф - традиционная сферическая выемка или сферическая часть двояковогнутой выемки; выст - кольцевой выступ;

При этом, максимумы градиента скорости, касательных напряжений и выработки турбулентности совпадают на верхней границе вихря. Здесь влияние стенки не проявляется, и в соответствии с гипотезой Прандтля максимум всех трех величин определится максимумом градиента скорости, ибо турбулентное касательное напряжение
дмх дпх
ду (1.10),
где / - масштаб турбулентности, слабо меняющейся в зоне вихря, а выработка турбулентности определяется выражением:
——тдпх -р*х*у — (1п)
Поля осредненных скоростей и пульсационные характеристики в различных сечениях канала за плавным расширением даны в [39]. На рис. 1.15. даны результаты обработки этих данных по турбулентным характеристикам. Анализ данных позволяет сделать следующие выводы.
1. Наибольшая выработка турбулентности наблюдается на верхней границе вихревой зоны (в передней ее части на больших вихрях и почти по всей поверхности на малых вытянутых вихрях). В этих же местах градиент осред-ненной скорости и пульсационные составляющие скорости также достигают максимума. Второй максимум выработки турбулентности наблюдается у стенки.
2. В начальной части вихревой зоны выработка турбулентности значительно превышает ее диссипацию. Важно отметить, что это происходят лишь у верхней (дальней от стенки) границы вихря. По мере удаления от верхней границы к стенке в фиксированном сечении разница между выработкой и диссипацией энергии турбулентных пульсаций резко падает. На значительном участке вихревой зоны, прилегающем к стенке, диссипация преобладает.