Представлен обзор результатов экспериментальных и численных исследований обтекания и теплообмена единичной сферической каверны. Обсуждены основные структурные составляющие картины обтекания сферических каверн; большое внимание уделено механизму образования смерче-образного вихря при отрывном обтекании. На основе совместного рассмотрения данных по обтеканию и теплообмену сформулированы проблемы, существующие по указанной тематике к настоящему времени.
П.А. Баранов, С.А. Исаев, А.И. Леонтьев*, А.В. Митяков**, В.Ю. Митяков**, С.З. Сапожников**
"Академия гражданской авиации, С.-Петербург *Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана **Санкт-Петербургский государственный политехнический университет"
Страницы: 521-532
Дан ретроспективный анализ работ по численному моделированию вихревого течения и теплообмена в окрестности лунки на плоской стенке. Для турбулентного режима усовершенствован подход с использованием многоблочных перекрывающихся расчетных сеток и зональной k ( ω-модели Ментера. Верификация рассматриваемого подхода выполнена при сопоставлении результатов физических и численных экспериментов для вихревого теплообмена при обтекании неглубокой уединенной сферической лунки на плоскости.
А.Ф. Курбацкий, Л.И. Курбацкая*
"Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск *Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск"
Страницы: 533-541
Для описания противоградиентного переноса активной примеси (тепла) в бессдвиговом термически сильно устойчиво стратифицированном течении за турбулизирующей решеткой использованы как полностью дифференциальная модель уравнений переноса для моментов первого и второго порядка, так и полностью явная анизотропная алгебраическая модель градиентной диффузии для активной примеси. Результаты компьютерного моделирования показывают, что при слабой стратификации обе модели дают распределение вертикального потока тепла в хорошем согласии с данными измерений. При сильно устойчивой стратификации эффект противоградиентного переноса тепла описывается только моделью дифференциального уравнения переноса для вектора турбулентного потока активной примеси. В этом случае результаты численного моделирования качественно согласуются с данными измерений.
Разработан численный метод определения потерь давления при обтекании решетки тонких лопастей, обусловленных отрывом потока с их передних кромок. Показано, что эти потери определяют основное изменение аэродинамических характеристик решетки тонких лопастей при отрывном ее обтекании. При этом потери, связанные с влиянием вязкости реального потока, могут быть найдены с помощью известных полуэмпирических зависимостей. Приведены соответствующие тестовые примеры расчета.
Продолжено исследование свойств газодинамического тракта сверхзвуковых гетерогенных установок с использованием математической модели, начатое в предыдущих работах. Анализ проводится с помощью критериев безразмерных длин разгона и торможения частиц. Вводится новая критериальная зависимость ( отношение этих длин, что позволяет оценивать влияние длины сопла и глубины реза, а также давлений (плотностей) газа в форкамере установки и за ударной волной на предельное значение потока кинетической энергии частиц к обрабатываемой поверхности без расчетов их разгона (торможения). Таким образом, сами частицы исключаются из анализа.
Задача об инициировании перехода из пузырькового режима кипения в пленочный рассмотрена в двух постановках: стационарной и динамической. Анализ стационарной задачи позволил определить взаимосвязь между величиной тепловой нагрузки и критическим размером пленочного домена. Исследование динамики развития кризиса кипения показало, что при локальном ухудшении теплоотдачи также существует критический размер пленочного домена, определяющийся тепловой нагрузкой и длительностью инициирующего воздействия, в то время как при местном повышении температуры критические условия определяются только амплитудой температурного возмущения и тепловой мощностью.
На основе трехмерных уравнений конвективного тепломассопереноса проведено численное моделирование процессов горения высокозольного пылеугольного топлива в областях реальной геометрии (топочная камера ПК-39 Аксуйской ГРЭС). Даны распределения температуры и концентраций NOx по высоте топочной камеры. Приведено сравнение результатов расчета и экспериментальных данных, полученных на ГРЭС. Анализ показывает, что результаты моделирования и эксперимента находятся в хорошем соответствии, а распределение окислов азота по длине факела и уровень их выброса в атмосферу близки к промышленным.
Статья носит обобщающий характер и подводит некоторый итог циклу исследований, посвященных разработке дуговых генераторов пароводяной плазмы. Дан критический анализ различных конструкций плазмотронов, предназначенных для получения пароводяной плазмы, и их возможностей. Основной упор делается на плазмотроны, в которых пространственная стабилизация электрической дуги осуществляется с помощью парового вихря. Подробно обсуждаются условия работы этих плазмотронов и предлагаются пути их реализации.
Рассмотрены результаты экспериментальных исследований температурных полей и джоулева нагрева в полых катодах вакуумных плазмотронов. С использованием решения двухмерной обратной тепловой задачи получены характеристики тепловых полей на внутренней поверхности полого катода. Показано, что джоулев нагрев катодов можно не учитывать при толщине катодов δ > 2·10-3 м и токах разряда (I/d1) < 104 А/м. Установлена роль процессов переизлучения и давления плазмы в полости катода при формировании градиента параметров по длине катода.
А.С. Аньшаков, А.Н. Быков*, А.Н. Тимошевский*, Э.К. Урбах
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН *Институт теоретической и прикладной механики СО РАН, Новосибирск"
Страницы: 623-632
Экспериментально исследованы аэродинамика потока в полости цилиндрического электрода дугового плазмотрона и его эрозия. Установлены особенности в поведении эрозии от тока дуги. Получены критериальные соотношения для обеспечения максимальной работоспособности электрода.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее
