Исследование процессов конвективного теплообмена при турбулентном течении в канале с осложняющими воздействиями

• Автор: Валуева, Елена Петровна
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 378 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА
1.1. Исследование гидродинамики при течении несжимаемой
жидкости в условиях гидродинамической нестационарности
1.1.1. Результаты экспериментов при монотонном
изменении расхода
1.1.2. Результаты экспериментов при гармоническом
изменении расхода
1.1.3. Расчетные исследования
1.2. Исследование теплообмена при течении несжимаемой
жидкости в условиях гидродинамической нестационарности
1.2.1. Результаты экспериментов при монотонном
изменении расхода
1.2.2. Результаты экспериментов при гармоническом
изменении расхода
1.2.3. Расчетные исследования
1.3. Исследование теплообмена в условиях
тепловой нестационарности
1.4. Исследования гидродинамики и теплообмена при пульсирующем течении жидкости в каналах
в условиях проявления нестационарной сжимаемости
1.5. Выводы
2. ОБЩАЯ ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

2.1. Основные уравнения
2.2. Метод расчета турбулентного переноса
2.2.1. Уравнения для турбулентных напряжения
и теплового потока
2.2.2. Уравнение для турбулентной вязкости
2.3. Временной масштаб турбулентности
3. ПРОЦЕССЫ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА ДЛЯ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ МОНОТОННОМ ИЗМЕНЕНИИ РАСХОДА ВО ВРЕМЕНИ
3.1. Постановка задачи и метод численного решения
3.2 Увеличение расхода во времени

3.3. Уменьшение расхода во времени
3.4. Расчет для жидкости с переменными свойствами
3.5. Выводы
4. ПРОЦЕССЫ ГИДРОДИНАМИКИ И ТЕПЛООБМЕНА
ДЛЯ НЕСЖИМАЕМОЙ ЖИДКОСТИ ПРИ ГАРМОНИЧЕСКОМ ИЗМЕНЕНИИ РАСХОДА ВО ВРЕМЕНИ
4.1. Постановка задачи и метод численного решения
4.2. Теоретические зависимости для ламинарного течения
4.3. Результаты расчета гидродинамики
4.4. Результаты расчета теплообмена
4.5. Выводы
5. ПРОЦЕСС ТЕПЛООБМЕНА В УСЛОВИЯХ
ТЕПЛОВОЙ НЕСТАЦИОНАРНОСТИ

5.1. Постановка задачи и метод численного решения
5.2. Анализ изменения числа Нуссельта во времени
в предельных случаях
5.3. Характерные времена
5.4. Результаты расчета
5.4.1. Теплоотдача
5.4.2. Время стабилизации
5.4.3. Влияние конечной толщины стенки
5.4.4. Сравнение с экспериментом
5.4.5. Линейное изменение плотности теплового потока на стенке
5.5. Выводы
6. ПРОЦЕССЫ ТЕПЛООБМЕНА И ГИДРОДИНАМИКИ
ПРИ ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ТЕЧЕНИИ СЖИМАЕМОЙ
ЖИДКОСТИ В ТРУБЕ
6.1. Распространение волн давления малой амплитуды
6.1.1. Постановка задачи
6.1.2. Результаты расчета для адиабатических колебаний
6.1.3. Результаты расчета для колебаний газа с изотермическими условиями на стенке
6.1.4. Передаточные функции гидравлического трубопровода
6.2. Постановка задачи и численная схема при совместном
решении системы основных и одномерных уравнений
6.3. Передаточные функции газового трубопровода
6.4. Теоретическое решение системы одномерных уравнений
6.5. Теплоотдача и сопротивление при колеблющемся

методики дало неплохое согласие в опытными данными авторов по сопротивлению трения и теплоотдаче. Эти величины, однако, незначительно отличаются от стационарных: трение на стенке выше стационарного в среднем на -10% (при разбросе экспериментальных точек ±10%), а теплоотдача - ниже на ~15%.
Ко второй группе следует отнести работы, в которых использовались квазистационарные алгебраические модели турбулентной вязкости. В [75] расчет теплообмена при ускоряющемся во времени течения поводился с использованием зависимости Рейхардта. Получено, что отношение числа Нуссельта к его квазистационарному значению изменяется во времени немонотонно, проходя через минимум. Работы [76 -78] выполнены для гармонического изменения расхода во времени. В [76] вычислены амплитуда и фаза колебаний теплового потока на стенке на основе модели Ван-Дриста. В [77, 78] использовалась зависимость для длины пути смешения, учитывающая продольное ускорение и изменение градиента давления во времени, коэффициенты в которой подбирались эмпирическим путем. Ни в одной из перечисленных работ не проведено сравнение с экспериментом по теплоотдаче.
К работах третьей группы применялись одно- и двухпараметрические к и к-1 - модели. В [44] для замедления и в [79] для гармонического изменения расхода во времени использовалась модель
О.Ф. Васильева, В.И. Квона. В [44] сравнение с экспериментом на проводилось, а в [79] проведено сопоставление результатов расчета с опытными данными по теплоотдаче [63]. Получено увеличение средней по периоду теплоотдачи с ростом амплитуды колебаний (до 20% при А = 2). На зависимости <№г> от частоты колебаний имеется максимум. В уже