Влияние числа Рейнольдса на аэродинамику кольцевого канала с закрученным потоком

УДК

533.601

DOI:

Аннотация

Приведены и проанализированы результаты экспериментального исследования осредненных турбулентных характеристик закрученного потока в кольцевом канале; предложены удобные для практического использования расчетные уравнения, учитывающие влияние числа Рейнольдса.

Сведения об авторах

Леухин Юрий Леонидович родился в 1953 г., окончил в 1975 г. Архангельский лесотехнический институт, кандидат технических наук, доцент кафедры теплотехники Архангельского государственного технического университета. Имеет более 90 печатных работ в области аэродинамики и конвективного теплообмена в циклонных устройствах различного технологического назначения.

Сабуров Эдуард Николаевич родился в 1939 г., окончил в 1961 г. Архангельский лесотехнический институт, доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой теплотехники, проректор по научной работе Архангельского государственного технического университета, академик Российской и Международной инженерных академий, Российской академии естественных наук, заслуженный деятель науки и техники РФ. Имеет более 300 публикаций в области аэродинамики и конвективного теплообмена в сильно закрученных потоках, их использования для интенсификации процессов тепломассообмена в аппаратах различного технологического назначения.

Вальтер Гарен, Dr. rer. nat. родился в 1940 г., профессор Института прикладной лазерной техники Университета прикладных наук (г. Эмден, Германия) в области оптики, лазерной техники, испытания материалов. Имеет около 30 научных работ. Научные интересы: физика потоков (газодинамика, ударные волны в газовой и жидкой средах), оптические методы измерения потоков, лазерная анемометрия LDA, метод PIV, лазерная дифференциальная интерферометрия LDA, численные методы моделирования.

Ключевые слова

кольцевой канал, закрученный поток, осредненные и турбулентные характеристики, число Рейнольдса

Литература

1. Дзюбенко Б.В. и др.Турбулентное течение и теплообмен в каналах энергетических установок/ Б.В. Дзюбенко, А. Сакалаускас, Л. Ашмантас, М.Д. Сегаль. – Вильнюс: Pradai, 1995. – 300 с.

2. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. – М.: Машиностроение, 1990. – 208 с.

3. Карпов С.В., Сабуров Э.Н. Высокоэффективные циклонные устройства для очистки и теплового использования газовых выбросов / Под ред. Э.Н. Сабурова. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2002. – 504 с.

4. Леухин Ю.Л. и др. Экспериментальное исследование гидродинамики кольцевого канала с закрученным течением теплоносителя / Ю.Л. Леухин, А.С. Скачков, Э.Н. Сабуров и др.// Физические основы экспериментального и математического моделирования процессов газодинамики и теплообмена в энергетических установках: Тр. XIII Школы – семинара молод. ученых и спец. Т. 2. – М.: Изд-во МЭИ, 2001. – С. 345–348.

5. Петухов Б.С. Теплообмен и сопротивление при ламинарном течении жидкости в трубах. – М.: Энергия, 1967. – 411 с.

6. Сабуров Э.Н., Карпов С.В. Теория и практика циклонных сепараторов, топок и печей / Под ред. Э.Н. Сабурова. – Архангельск: Изд-во АГТУ, 2000. – 568 с.

7. Пиралишвили Ш.А., Поляев В.М., Сергеев М.Н. Вихревой эффект. Эксперимент, теория, технические решения /Под ред. А.И. Леонтьева. – М.: УНПЦ «Энергомаш», 2000. – 412 с.

8. Устименко Б.П. Процессы турбулентного переноса во вращающихся течениях. – Алма-Ата: Наука КазССР, 1977. – 228 с.

9. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен, массообмен и гидро­динамика закрученных потоков в осесимметричных каналах. М.: Ма­шиностроение, 1982. – 200 с.

10. Brington J.A., Jones J.B. Fully developed turbulent flow in annuli // Trans. of the ASME, ser. D, Journal of Basis Engineering. – 1964. – vol. 86, N 4. – p. 835–844.

11. Clayton B.R., Morsi Y.S.M. Determination of principal characteristics of turbulent swirling flow along annuli. Part 2: Measurement of turbulence components // Int. J. Heat and Fluid Flow. – 1985. – Vol.6, N 1. – P. 31–41.

12. Rothfus R.R., Sartory W.K., Kermode R.J. Flow in concentric annul at high Reynolds numbers // AIChE Journal. – 1966. – vol. 12, N 6. – p. 1086–1091.

13. Yowakim F.M., Kind R.J. Mean flow and turbulence measurements of annular swirling flows // Trans. of the ASME. J. Fluid Eng. – 1988. – Vol. 110. – P. 257–263.

Ссылка на английскую версию:

Influence of Reynolds Number on Aerodynamics of Annular Channel with Swirling Flow

Yu.L. Leukhin, E.N. Saburov, W. Garen

Influence of Reynolds Number on Aerodynamics of Annular Channel with Swirling Flow

The results of experimental research of averaged and turbulent characteristics of a swirling flow in the annular channel have been provided and analyzed. Easy-to-use design equations taking into account the Reynolds number are offered.