Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик поверхностей с коридорным расположением лунок

# 05, май 2015
DOI: 10.7463/0515.0776160
Файл статьи: SE-BMSTU...o369.pdf (3740.18Кб)
авторы: Бурцев С. А., Виноградов Ю. А., Киселёв Н. А., Стронгин М. М.

УДК 536.24

Россия,  МГТУ им. Н.Э. Баумана

НИИ механики МГУ

Проведено экспериментальное исследование интенсификации теплообмена на поверхностях, покрытых регулярным вихреобразующим рельефом в виде коридорного массива неглубоких полусферических лунок. На примере 12 вариантов компоновки в диапазоне чисел Рейнольдса (0.2-7.0)×106 выполнен анализ влияния продольного и поперечного шага коридорного массива лунок (густоты нанесения лунок) на процессы интенсификации теплообмена и сопротивления.
Значение коэффициента сопротивления определены путем непосредственного взвешивания моделей (параллельно расположенных в потоке исследуемой «рельефной» и гладкой «эталонной») на однокомпонентных тензометрических весах. Поля распределения коэффициента теплоотдачи определяются путем регистрации процесса охлаждения поверхности исследуемых моделей с высоким пространственным и временным разрешением. Все исследования проведены при одномоментной фиксации данных тепловых и гидравлических измерений для гладких (эталонных) поверхностей и исследуемых поверхностей, покрытых регулярным вихреобразующим рельефом (лунками). Погрешность определения параметров не превышала ±5%.
Маслосажевым методом выполнена визуализация обтекания регулярного рельефа и получена картина течения для 12 вариантов компоновки лунок. Проведен анализ и получено соответствие картин течения и поля коэффициентов теплоотдачи.
Получено, что для коридорной компоновки фактор аналогии Рейнольдса для большинства моделей нелинейную зависимость от числа Рейнольдса. Интенсификация трения сначала падает (до некоторого числа Рейнольдса) и, далее, начинает увеличиваться, стремясь к величине интенсификации трения при автомодельном обтекании. При этом интенсификация коэффициента теплоотдачи падает (медленнее интенсификации сопротивления) с увеличением числа Рейнольдса.

Список литературы
  1. Федоров И.Г., Щукин В.К., Мухачев Г.А., Идиатуллин Н.С. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление щелевых каналов со сферическими выштамповками // Известия вузов. Авиационная техника. 1961. № 4. С. 120-127.
  2. Presser K.H. Empirical equations for the calculation of heat and mass transfer for a special case of separated flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 1972. Vol . 15, iss . 12. P . 2447-2471.
  3. Кесарев В.С., Козлов А.П. Структура течения и теплообмен при обтекании полусферического углубления турбулизированным потоком воздуха // Вестник МГТУ им. Н . Э . Баумана . Сер . Машиностроение . 1993. № 1 . С . 106-115.
  4. Afanasyev V.N., Chudnovsky Ya.P., Leontiev A.I., Roganov P.S. Turbulent flow friction and heat transfer characteristics for spherical cavities on a flat plate // Experimental Thermal and Fluid Science. 1993. Vol. 7, no. 1. P. 1-8.
  5. Mahmood G I, Hill M L, Nelson D L, Ligrani P M, Moon H K & Glezer B. Local heat transfer and flow structure on and above a dimpled surface in a channel // Journal of Turbomachinery. 2000. Vol. 123, no. 1. P. 115-123. DOI:10.1115/1.1333694
  6. Ligrani P.M., Burgess N.K., Won S.Y. Nusselt numbers and flow structure on and above a shallow dimpled surface within a channel including effects of inlet turbulence intensity level // Journal of Turbomachinery. 2004. Vol. 127, no. 2. P. 321-330. DOI:10.1115/1.1861913
  7. Burgess N.K., Oliveira M.M., Ligrani P.M. Nusselt Number Behavior on Deep Dimpled Surfaces Within a Channel // Journal of Heat Transfer. 2003. Vol. 125, no. 1. P. 11-18. DOI:10.1115/1.1527904
  8. Leontiev A.I., Vinogradov Yu.A, Bednov S.M, Golikov A.N, Yermolaev I.K., Dilevskaya E.V., Strongin M.M. Effect of vortex flows at surface with hollow-type relief on heat transfer coefficients and equilibrium temperature in supersonic flow // Experimental Thermal and Fluid Science. 2002. Vol . 26, iss . 5. P . 487-497.
  9. Бурцев С.А., Васильев В.К., Виноградов Ю.А., Киселёв Н.А., Титов А.А. Экспериментальное исследование характеристик поверхностей, покрытых регулярным рельефом // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 1. С. 263-290. DOI:10.7463/0113.0532996
  10. Бурцев С.А., Киселёв Н.А., Леонтьев А.И. Особенности исследования теплогидравлических характеристик рельефных поверхностей // Теплофизика высоких температур. 2014. Т . 52, № 6. С . 895-898.
  11. Isaev S.A., Kornev N.V., Hassel E., Leontiev A.I. Influence of the Reynolds number and the spherical dimple depth on turbulent heat transfer and hydraulic loss in a narrow channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2010. Vol. 53, iss. 1-3. P. 178–197. DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.09.042
  12. Xie G., Liu J., Ligrani P.M., Zhang W. Numerical analysis of flow structure and heat transfer characteristics in square channels with different internal-protruded dimple geometrics // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2013. Vol . 67. P . 81–97. DOI :10.1016/j.ijheatmasstransfer.2013.07.094
  13. Киселёв Н.А. Отработка методики определяли коэффициентов теплоотдачи и восстановления температуры на основе тепловой картины на поверхности пластин, обтекаемых потоком сжимаемого газа // Тепловые процессы в технике. 2013. № 7. С. 303-312.
  14. Киселёв Н.А. Экспериментальное исследование влияния длины начального теплоизолированного участка на фактор аналогии Рейнольдса // Шестая Российская национальная конференция по теплообмену: тез. В 3 т . Т . 3. М .: МЭИ , 2014. С . 249-250.
  15. Moffat R.J. Describing the uncertainties in experimental results // Experimental Thermal and Fluid Science. 1998. Vol. 1, iss. 1. P . 3-17. DOI : 10.1016/0894-1777(88)90043-X
  16. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассобмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энергоатомиздат, 1985. 320 с.
  17. Ligrani P.M. Heat Transfer Augmentation Technologies for Internal Cooling of Turbine Components of Gas Turbine Engines // International Journal of Rotating Machinery. 2013. Vol. 2013. Art. no. 275653. DOI:10.1155/2013/275653

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА
18.12.2017
С 21 по 24 ноября 2017г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана прошла XII Всероссийская инновационная молодежная научно-инженерная выставка «Политехника», посвященная 170-летию со дня рождения Н.Е. Жуковского в рамках Всероссийского инновационного молодежного научно-инженерного форума «Политехника».

11.10.2017
XII Всероссийская инновационная молодежная научно-инженерная выставка «ПОЛИТЕХНИКА», посвященная 170-летию со дня рождения Н.Е. Жуковского 21–24 ноября 2017 года г. Москва

25.05.2017
C 15 по 17 мая 2017г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана прошел III этап (Всероссийский) Всероссийской студенческой олимпиады по физике (в технических вузах).

25.04.2017
С 12 по 14 апреля в МГТУ им. Н.Э. Баумана прошел Всероссийский этап Всероссийской олимпиады по безопасности жизнедеятельности.

4.04.2017
С 14 по 16 марта 2017г. в МГТУ им. Н.Э. Баумана прошел III (Всероссийский) тур Всероссийской студенческой олимпиады по иностранному языку (английский в технических вузах).




Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2018 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)