Моделирование процессов движения, сопротивления трения и теплоотдачи турбулентного потока в перфорированной трубе с демпфирующими полостями

• Автор: Хахалева, Лариса Валерьевна
• Шифр специальности: 05.13.18, 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Ульяновск
• Количество страниц: 121 с.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Г лава 1. Управление обменными процессами в пограничном слое

и постановка задачи исследования

1.1. Способы управления пристенной турбулентностью

1.1.1. Дискретная шероховатость

1.1.2. Вихрегенераторы и ламинаризующие пластины

1.1.3. Периодические колебания параметров

1.1.4. Полимерные добавки и примеси твердых частиц

1.1.5. Воздействие электрического и магнитного полей

1.1.6. Применение пористых и упругих материалов, проницаемых поверхностей

1.2. Структура потока сопротивление трения и теплоотдача
в условиях ламинаризации
1.2.1. Структура стационарного пограничного слоя с отрицательным продольным градиентом давления
1.2.2. Теплоотдача и сопротивление трения однородного стационарного турбулентного потока с отрицательным продольным градиентом давления
1.3. Моделирование и расчет турбулентных течений
1.3.1. Основы моделирования
1.3.2. Модель пути смешения Прандтля и ее модификации
1.4. Моделирование реакции пограничного слоя на управляющие воздействия и расчет течений при наличии воздействий
1.4.1. Математическая формулировка задачи т ечения и теплообмена потока
в трубе
1.4.2. Численные методы решения уравнений пограничного слоя
1.5. Постановка задачи исследования

Глава 2. Экспериментальная установка и методика проведення
исследования
2.1. Экспериментальная установка для исследования течения и сопротивления трения турбулентного потока в перфорированной трубе с демпфирующими полостями
2.2. Методика обработки опытных данных
2.3. Методика численного интегрирования системы уравнений пограничного слоя
2.4. Сходимость и устойчивость разностной схемы
Глава 3. Результаты экспериментального исследования структуры и
сопротивления трения турбулентного потока в перфорированной трубе с демпфирующими полостями
3.1. Структура потока в перфорированной трубе с демпфирующими полостями
3.2. Сопротивление трения изотермического турбулентного потока на основном участке перфорированной трубы с демпфирующими полостями
3.3. Обобщение результатов экспериментального исследования сопротивления трения на основном участке перфорированной трубы
с демпфирующими полостями
Глава 4. Метод и результаты расчетного исследования структуры
турбулентного потока, трения и теплоотдачи в перфорированной трубе с демпфирующими полостями
4.1. Модель турбулентного переноса в пограничном слое на перфорированной поверхности с демпфирующими полостями
4.2. Методика и программа расчета
4.3. Численное исследование сопротивления трения в неизотермичных условиях
4.4. Численное исследование теплоотдачи турбулентного потока на основном участке перфорированной грубы с демпфирующими
полостями
4.5. Примеры практического применения результатов исследования
4.5.1. Система охлаждения лопатки турбины
4.5.2. Поверхность, снижающая сопротивление трения
Заключение и выводы
Список литературы
Приложения
- дифференциальное уравнение движения пограничного слоя
(1.28)
- дифференциальное уравнение неразрывности
д(ри) | 1 д(руг)_
(1.29)
дх г ду - уравнение состояния
где а - коэффициент теплоотдачи; Т - температура; и, V - продольная (вдоль осевой координаты х) и поперечная (вдоль координаты у) составляющие скорости потока соответственно; г - радиус анализируемой точки; р, ср, Я, р - плотность, удельная изобарная теплоемкость, коэффициент теплопроводности и динамический коэффициент вязкости потока соответственно; Ят,рт - коэффициенты турбулентного переноса теплоты и количества движения соответственно; р - давление; К ~ газовая постоянная; индексы: „ - характеризует параметры на оси трубы; - на поверхности проточной части.
Граничные условия: х = 0: и = и0; Г = Г0;
у = 0: и = 0; V = 0; Т = Г.,; (131)
у = Я1:и = и, - Т = Т0.
Здесь Я [ - радиус проточной части трубы; индекс (| характеризует параметры на входе в трубу.
Скорость в каждом сечении трубы определяется соотношением