Теплоотдача в полусферических выемках, обтекаемых пульсирующим турбулентным потоком

• Автор: Кауров, Александр Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.14, 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 109 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Основные условные обозначения
Введение
Глава 1. Состояние вопроса и постановка задач исследования
1.1. Теплообмен и гидродинамика в пульсирующих потоках
1.2. Теплообмен и гидродинамика потоков при обтекании сферических выемок
1.3. Особенности теплоотдачи и гидродинамики в отрывных турбулентных течениях в условиях наложенных на поток
пульсаций
1.4. Постановка задач исследования
Глава 2. Экспериментальная установка для исследования теплоотдачи в полусферических выемках, обтекаемых пульсирующим потоком
2.1. Выбор и обоснование варьируемых параметров и методов исследования теплоотдачи
2.2. Описание экспериментальной установки
2.3. Объекты исследования
2.4. Измерительные приборы и устройства
2.5. Программа проведения экспериментов
2.6. Методика обработки опытных данных (основные параметры)
2.7. Погрешность получаемых опытных данных
Глава 3. Средняя теплоотдача в полусферических выемках,
обтекаемых пульсирующим потоком
3.1.Результаты тестовых экспериментов
3.2. Средняя теплоотдача в выемках на неавтомодельных и автомодельных режимах

3.3. Обобщение опытных данных. Формула для расчета влияния наложенных на поток пульсаций на среднюю теплоотдачу в полусферической
выемке
Глава 4. Местная теплоотдача и результаты термоанемометрических исследований. Обоснование физической модели
4.1. Местная теплоотдача в полусферических выемках, обтекаемых пульсирующим потоком
4.2. Результаты термоанемометрических исследований и обоснование физической модели
4.3. Рекомендации для расчета влияния наложенных на поток пульсаций на среднюю теплоотдачу в полусферической выемке и демонстрационные
расчеты
Основные выводы
Список использованной литературы

ОСНОВНЫЕ УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЕНИЯ
Н - высота канала;
Ь - глубина полусферической выемки;
у - расстояние по нормали от донной точки выемки;
с1 - диаметр полусферической выемки в плане;
Бэ - эквивалентный диаметр канала;
Леа, Мис1, БЬ - числа Рейнольдса, Нуссельта и Струхаля, определенные по диаметру выемки;
Р - частота наложенных на поток пульсаций или плотность расположения выемок;
- корректирущая множитель-поправка, учитывающая влияние наложенных пульсаций потока на теплоотдачу в полусферических выемках;
Т,*№ - температура торможения газового потока в турбине в относительном движении;
р„ р(" - статическое и полное давления в ьй точке потока;
Яс2 = У2Ълр2/р2 - число Рейнольдса на выходе из рабочей решетки турбины;
Ьл - хорда рабочей лопатки в среднем сечении;
8СТ - толщина стенки лопатки;
т - количество равномерно расположенных по окружности сопел на обечайке статора турбины для генерации вынужденных пульсаций потока в охлаждающих каналах рабочей лопатки;
ъ - номер ряда выемок в матрице;
©л - эффективность охлаждения лопатки.

соответствующая методика проведения экспериментов и обработки опытных данных.
Цитируемые многочисленные публикации данного коллектива однозначно показывают, что воздействие на процессы вынужденной конвекции отрывных течений в комбинации с наложенными на поток пульсациями могут активизировать процессы интенсификации теплообмена дополнительным энергосберегающим процессом. Основанием для этого является установленный Н.И. Михеевым с соавторами факт значительного превышения единицы коэффициентом аналогии Рейнольдса 281 при наложении на поток пульсаций в отрывной области.
По литературным данным в полусферических выемках скорость возвратного течения составляет около 0,4Уоо, а за обратным уступом - около 0,2у/гл. По этой причине теплоотдача на участках рециркуляции этих характерных элементов меньше, чем около исходно гладкой поверхности.
В связи с этим можно ожидать, что наложенные пульсации помогли бы компенсировать указанный недостаток. Поэтому приведенные в этой главе данные в полной мере подтверждают актуальность исследуемой в настоящей диссертации темы.
На основе выполненного обзора литературы по результатам исследования интенсификации теплообмена сферическими выемками отрывного типа, а также по теплообмену в пульсирующих потоках, включая и случай наложенных пульсаций, были сформулированы цель и задачи исследования.
Цель работы: Сформулировать научно обоснованные рекомендации по расчету интенсификации теплообмена полусферическими выемками в условиях обтекания их пульсирующим турбулентным потоком.
Задачи исследования:
1. На основе созданного экспериментального стенда выполнить исследование средней и местной теплоотдачи в одиночной
полусферической выемке при варьировании числами Рейнольдса,