Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала
Представлены результаты экспериментального исследования гидродинамики закрученного потока в открытом цилиндрическом канале диаметром 20 мм и длиной 280 мм с тангенциальным завихрителем прямоугольного сечения на входе. Определены поля статического и полного давления, поверхностный угол закрутки поток...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2009 |
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2009
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60778 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала / А.А. Халатов, И.И. Борисов, Ю.Я. Дашевский, С.Д. Северин // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 13-20. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860209661926440960 |
|---|---|
| author | Халатов, А.А. Борисов, И.И. Дашевский, Ю.Я. Северин, С.Д. |
| author_facet | Халатов, А.А. Борисов, И.И. Дашевский, Ю.Я. Северин, С.Д. |
| citation_txt | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала / А.А. Халатов, И.И. Борисов, Ю.Я. Дашевский, С.Д. Северин // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 13-20. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Представлены результаты экспериментального исследования гидродинамики закрученного потока в открытом цилиндрическом канале диаметром 20 мм и длиной 280 мм с тангенциальным завихрителем прямоугольного сечения на входе. Определены поля статического и полного давления, поверхностный угол закрутки потока, гидравлические потери в канале и тангенциальном завихрителе.
Наведено результати експериментального дослідження гідродинаміки закрученого потоку у відкритому циліндричному каналі діаметром 20 мм та довжиною 280 мм з танґенційним завихрювачем прямокутного перерізу на вході. Визначено поля статичного та повного тиску, поверхневий кут закрутки потоку, гідравлічні втрати в каналі та в танґенційному завихрювачі.
The results of experimental studies of swirl flow hydrodynamics in the open tube with diameter of 20 mm, 280 mm length and tangential swirl generator at the inlet are given. The static and total pressure fields, wall swirl flow angle, pressure losses within the tube and swirl generator are determined.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:13:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
Введение
Закрутка потока широко используется в раз=
личных технических приложениях для интенси=
фикации теплообмена и совершенствования тер=
могазодинамических процессов. Высокие
радиальные градиенты статического и полного
давления, скорости и температуры потока, зона
обратных течений у оси канала и значительный
уровень турбулентности в приосевой зоне, суще=
ственное увеличение скорости потока в присте=
ночной области являются основными фактора=
ми, способствующими интенсификации процес=
сов тепло= и массообмена.
В настоящее время в различных технических
приложениях используются несколько способов
начальной закрутки потока, среди которых ши=
рокое распространение получил тангенциальный
подвод [1, 2], благодаря простоте и технологич=
ности его реализации.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 13
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Наведено результати експеримен#
тального дослідження гідродинаміки
закрученого потоку у відкритому
циліндричному каналі діаметром 20 мм
та довжиною 280 мм з танґенційним за#
вихрювачем прямокутного перерізу на
вході. Визначено поля статичного та
повного тиску, поверхневий кут закрутки
потоку, гідравлічні втрати в каналі та в
танґенційному завихрювачі.
Представлены результаты экспери#
ментального исследования гидродина#
мики закрученного потока в открытом ци#
линдрическом канале диаметром 20 мм и
длиной 280 мм с тангенциальным завих#
рителем прямоугольного сечения на вхо#
де. Определены поля статического и пол#
ного давления, поверхностный угол
закрутки потока, гидравлические потери
в канале и тангенциальном завихрителе.
The results of experimental studies of
swirl flow hydrodynamics in the open tube
with diameter of 20 mm, 280 mm length
and tangential swirl generator at the inlet
are given. The static and total pressure
fields, wall swirl flow angle, pressure losses
within the tube and swirl generator are
determined.
УДК 532.516; 536.24.01
ХАЛАТОВ А.А.,1 БОРИСОВ И.И.,1
ДАШЕВСКИЙ Ю.Я.,2 СЕВЕРИН С.Д.1
1Институт технической теплофизики НАН Украины
2ГП НПКГ “Зоря Машпроект”
ГИДРОДИНАМИКА ЗАКРУЧЕННОГО ПОТОКА В ТРУБЕ С
НАКЛОННО#ТАНГЕНЦИАЛЬНОЙ ЗАКРУТКОЙ ПОТОКА И
ПОДВОДОМ ВОЗДУХА В ТОРЦЕВУЮ ОБЛАСТЬ КАНАЛА
b – ширина завихрителя;
d – диаметр канала;
G – массовый расход;
h – высота завихрителя;
P – давление;
r – радиус;
t – шаг спирали;
w – скорость;
x – продольная координата;
β – угол подачи воздушного потока;
ζ – коэффициент местного сопротивления;
λ – коэффициент гидравлического сопротивления;
ρ – плотность;
ϕ – угол закрутки потока.
Индексы верхние:
* – полные параметры потока.
Индексы нижние:
0 – параметры осевого потока;
w – параметры на стенке;
x – продольная координата;
ϕ – параметры закрученного потока; угловая
координата;
вх – параметры на входе;
д – параметры дополнительного потока;
изб – избыточный;
ср – средний;
щ – параметры в щели завихрителя.
Гидродинамика потока в цилиндрическом ка=
нале с тангенциальной закруткой (β = 0о) на вхо=
де подробно рассмотрена в работах [1, 2], где
представлены обобщенные уравнения для осевой
и вращательной скорости потока, радиуса зоны
обратного течения, статического и полного
давления, параметра закрутки потока и потерь
давления. Показано, что поток с начальной закрут=
кой характеризуется двумя участками: началь=
ным и основным. На начальном участке, длина
которого составляет 2…3 диаметра канала, на ха=
рактер распределения локальных параметров
закрученного потока значительное влияние ока=
зывают тип завихрителя и степень закрутки по=
тока; здесь имеет место существенная скоростная
неравномерность потока в азимутальном направ=
лении. На основном участке канала безразмер=
ное радиальное распределение осевой и враща=
тельной скорости потока определяется локальной
интенсивностью закрутки потока и является авто=
модельным по числу Рейнольдса.
Подавляющее большинство публикаций отно=
сится к случаю подачи воздушного потока в от=
носительно короткий канал тангенциального за=
вихрителя из емкости больших размеров
(резервуара с пренебрежимо малой скоростью
потока) или через достаточно длинный танген=
циальный канал, обеспечивающий развитый
профиль скорости [3]. С практической точки зре=
ния наибольший интерес представляют короткие
каналы тангенциального завихрителя. Опытные
данные работы [4] показали, что с ростом отно=
шения ширины тангенциального завихрителя к
его высоте интенсивность теплообмена в канале
уменьшается.
При тангенциальной закрутке потока (β = 0о)
происходит “разворачивание” потока в канале с
преобразованием тангенциально=закрученного
потока в поступательно=вращательное движение,
что приводит к потерям полного давления. В ра=
боте [4] рассмотрена наклонно=тангенциальная
подача воздушного потока в цилиндрический ка=
нал при β = 30о и 60о. Показано, что за одиноч=
ным тангенциальным подводом наблюдаются
“ленточный” характер течения и азимутальная
несимметричность потока, которая исчезает на
расстоянии 5 диаметров канала от завихрителя. С
ростом величины угла β степень азимутальной
неравномерности потока возрастает, а интенсив=
ность теплообмена в канале уменьшается.
При наклонно=тангенциальной закрутке за
счет поворота потока возникает неравномер=
ность скоростного поля в сечении завихрителя и
возникают зоны отрыва потока. Одновременно
за счет снижения тангенциальной скорости
уменьшается степень закрутки потока в канале и
интенсивность теплообмена. В канале с танген=
циальной, и особенно с наклонно=тангенциаль=
ной, закруткой потока в торцевой области канала
(области завихрителя) могут возникать торцевые
течения и зоны рециркуляции потока, способ=
ствующие росту гидравлических потерь [1]. Оче=
видно, что подача дополнительного воздуха в эту
зону под углом, близким к углу закрутки потока β
в тангенциальном завихрителе, может способ=
ствовать улучшению гидродинамики и сниже=
нию общих потерь давления.
Целью настоящей работы является экспери=
ментальное исследование гидродинамических
характеристик закрученного потока в цилиндри=
ческом канале с наклонно=тангенциальной за=
круткой потока и подачей дополнительного воз=
духа в торцевую (донную) область канала, а также
определение гидравлических потерь в канале и
тангенциальном завихрителе.
Экспериментальная установка и
методика проведения измерений
Экспериментальная установка представляет
собой открытый газодинамический контур, схе=
ма которого показана на рис. 1. Воздух от комп=
рессора 1 через фильтр=регулятор давления 2
AW60=F10H фирмы SMC, который удаляет влагу
из воздуха и поддерживает постоянное давление
на входе в экспериментальный участок, вентили
7, 8, 9 и ротаметры 3, 4, 5 подается в эксперимен=
тальный участок 6, состоящий из двух соосных
каналов.
Большая часть воздушного потока через рота=
метры 4 и 5 поступает в закрытый с торца “глу=
хой” канал прямоугольного сечения, конструк=
ция которого обеспечивает наклонную подачу
потока (под углом β) в тангенциальный завихри=
тель, и далее – в открытый цилиндрический ка=
нал диаметром d = 20 мм и длиной l = 280 мм.
14 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Другая часть воздуха (до 20% по массовому расхо=
ду) подается в торцевую (донную) область канала.
Регулировка подачи дополнительного воздуха
обеспечивается вентилем 8, а его расход измеряет=
ся ротаметром 3. Открытый цилиндрический ка=
нал – прозрачный, он выполнен из оргстекла для
обеспечения визуальных наблюдений.
Измерения проводились в открытом цилинд=
рическом канале, тангенциальный завихритель
представлял собой тангенциальную прямоуголь=
ную щель высотой h = 5 мм и шириной b = 59 мм.
Площадь щели завихрителя составляла 295 мм2, а
отношение площади тангенциального завихри=
теля и цилиндрического канала равнялось 0,93. В
стенке канала на расстояниях х1, х2 и х3 от “сре=
за” тангенциальной щели выполнены приемные
отверстия диаметром 0,8 мм для измерения из=
быточного статического давления.
Подача дополнительного воздуха в экспери=
ментальный участок осуществлялась в торцевой
(донной) области канала через круглое отверстие
диаметром 5 мм, выполненное на радиусе r = 5 мм
под углом βд около 45о к оси канала (рис. 1). Эта
подача осуществлялась в направлении основной
закрутки потока таким образом, чтобы вектор
скорости дополнительного потока на выходе из
отверстия имел две составляющие – осевую и
тангенциальную, абсолютные значения кото=
рых примерно равны (wx
д ≈ wϕ
д). Радиальная
компонента скорости в данном случае равня=
лась нулю.
Схема экспериментального участка показана
на рис. 2, а его основные размеры приведены в
таблице. В экспериментах измерялись статичес=
кое давление на входе в завихритель, статическое
давление на стенке цилиндрического канала в
трех точках по длине – х1, х2 и х3 (рис. 2). Изме=
рялись также профиль избыточного полного дав=
ления в цилиндрическом канале, расход основ=
ного и дополнительного потока воздуха, угол
закрутки потока на стенке канала, температура
воздуха на входе в экспериментальный участок.
Расход основного и дополнительного воздуха
измерялся ротаметрами РМ=40ГУЗ и РС5. Давле=
ние воздуха перед измерителями расхода опреде=
лялись стрелочными манометрами. Статическое
давление и динамический напор определялись
водяными дифференциальными манометрами.
Профили избыточного полного давления изме=
рялись датчиком полного давления, представля=
ющим собой трубку диаметром 1,6 мм с прием=
ным отверстием диаметром 0,8 мм. Датчик
устанавливался в координатном устройстве, ко=
торое позволяло вращать приемное отверстие по
угловой координате с поиском максимального
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 15
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 1. Схема экспериментального стенда для
исследования гидродинамики закрученного потока
в цилиндрическом канале: 1 – компрессор;
2 – фильтр!регулятор; 3, 4, 5 – ротаметры;
6 – рабочий участок; 7, 8, 9 – вентили.
скоростного напора, а также перемещать датчик
вдоль диаметра канала. Температура воздушного
потока на входе измерялась хромель=алюмелевой
термопарой.
Угол закрутки потока на стенке эксперименталь=
ного канала определялся с помощью ввода в поток
струйки жидкости, которая формировала на стенке
канала хорошо видимую спиральную линию. При
измерении шага спирали t масштабной линейкой из
уравнения tgϕw = πd/t определяли угол закрутки по=
тока на стенке канала ϕw. По длине канала в зависи=
мости от условий эксперимента формировались
3–4 спирали, что дало возможность построить зави=
симость изменения угла закрутки по длине канала.
Значение поверхностного угла закрутки при х = 0
(“срез” тангенциального завихрителя) определя=
лось экстраполяцией измеренных значений угла
закрутки на начало координат.
Эксперименты выполнены при одном значе=
нии расхода воздуха через тангенциальный за=
вихритель (Gщ), равном 23,4 г/c. При этом расход
воздуха через дополнительный канал Gд состав=
лял 0; 2,0 и 3,45 г/с. Число Рейнольдса, рассчи=
танное по суммарному расходу воздуха в экспе=
риментальном участке, составляло (8…9)·104, что
соответствовало турбулентному режиму течения
в канале.
Результаты экспериментов и их анализ
Полное давление. Измерение профиля избы=
точного полного давления проводилось для трех
случаев – при отсутствии дополнительного пото=
ка, а также при подаче дополнительного потока в
торцевую (донную) область канала (Gд/Gвх = 0,085;
0,174).
Радиальное изменение избыточного полного
давления в сечении x/d = 14,0 приведено на
рис. 3. При наклонно=тангенциальной закрутке
потока поток является азимутально неравномер=
16 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 2. Основные размеры рабочего участка. Координаты х1 – х3 соответствуют точкам отбора
статического давления (см. таблицу).
Та б л и ц а . Геометрические размеры экспериментального участка
ным. Подача дополнительного воздуха приводит
к росту полного давления в канале, причем по
мере увеличения расхода Gд профиль избыточно=
го полного давления становится более симмет=
ричным относительно оси канала. Профиль из=
быточного полного давления является
переменным по радиусу канала и характеризует=
ся значительным радиальным градиентом. При
r/rканала < 0,30 избыточное полное давление в ка=
нале принимает отрицательное значение, т.е. в
центре канала наблюдается область разрежения.
Расчеты, выполненные по методике [2] для
β = 0о, показали, что зона отрицательных значе=
ний избыточного полного давления для условий
эксперимента составляет r/rканала≈ 0,20. Как сле=
дует из данных, приведенных на рис. 3, радиус
зоны отрицательных значений P*
изб незначитель=
но изменяется по длине канала и в сечении
x/d = 14,0 составляет 0,32...0,39 в нижней части
канала (r/rканала < 0) и 0,23...0,3 – в верхней. Та=
ким образом, несимметричность профиля пол=
ного давления сохраняется на достаточно боль=
шом расстоянии от завихрителя.
Среднее по сечению канала полное давление
P*
изб ср характеризует энергию закрученного по=
тока [2]. Ранее в работе [2] было эксперименталь=
но показано, что при β = 0о в закрученном пото=
ке выполняется приблизительное равенство:
Ризб w ≈ P*
изб ср , (1)
где P*
изб ср – среднее по сечению канала избыточ=
ное полное давление; Ризб w – избыточное стати=
ческое давление на стенке канала в этом же сече=
нии.
Равенство (1) получено для цилиндрического
канала с открытым выходом и без дополнитель=
ного потока в торцевой (донной) области канала.
Для проверки применимости этого равенства к
условиям экспериментов было проведено интег=
рирование профилей избыточного полного дав=
ления (рис. 3) с нахождением среднеинтеграль=
ного значения P*
изб ср Полученные результаты
показали, что для условий экспериментов равен=
ство (1) выполняется с точностью 97…98%, и его
использование для наклонно=тангенциальной
закрутки и дополнительной подачи потока в тор=
цевую область является обоснованным.
Величина полного давления за тангенциаль=
ным завихрителем возрастает с увеличением
дополнительного расхода воздуха Gд. Как и для
случая классического тангенциального подво=
да (β = 0), избыточное среднее полное давле=
ние в потоке уменьшается по длине канала. На
выходе из канала полное давление, которое ха=
рактеризует выходные потери, примерно оди=
наково для всех значений расхода воздуха через
дополнительный канал. Эти потери составляют
25...30% от величины полной энергии потока
на входе (среднего полного давления) в сече=
нии х = 0.
Угол закрутки потока. Изменение угла закрут=
ки потока на стенке канала в зависимости от рас=
хода дополнительного воздуха представлено на
рис. 4. Интерполяция измеренных значений тан=
генса угла закрутки на стенке канала на начало
координат (х = 0) при Gд/Gвх = 0 (линия 1) пока=
зывает, что начальный угол закрутки потока ϕw0
равняется 48,5о, что близко к значению βд = 45о,
принятому для дополнительного потока. Сравне=
ние с данными работы [2] для β = 0о и Gд = 0 (ли=
ния 4) показывает, что в отличие от случая β = 0о
закрученное течение в цилиндрическом канале с
тангенциальным завихрителем при β = 60о харак=
теризуется более высоким темпом затухания зак=
рутки.
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 17
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 3. Распределение полного давления в
закрученном потоке по радиусу канала в сечении
x/d = 14,0.
С ростом расхода дополнительного воздуха на=
чальный угол закрутки потока ϕwо уменьшается, а ха=
рактер изменения угла закрутки потока по длине ка=
нала существенно изменяется. При больших
значениях Gд/Gвх закрутка потока значительно умень=
шается в области около завихрителя, а угол закрутки
по длине канала изменяется по кривой с максимумом
примерно в середине канала. Таким образом, подача
дополнительного потока может служить эффектив=
ным средством изменения степени закрутки потока
(и интенсивности теплообмена) по длине канала.
Осредненное по длине канала значение танген=
са угла закрутки потока в зависимости от отноше=
ния Gд/Gвх представлено на рис. 5. Эксперимен=
тальная зависимость имеет максимум в области
Gд/Gвх ≈ 0,06…0,07, что близко к случаю равенства
абсолютных скоростей потока через дополнитель=
ное отверстие и тангенциальный завихритель.
При Gд/Gвх > 0,06…0,07 имеет место торможение
потока, выходящего из завихрителя, струей до=
полнительного потока и уменьшение степени его
закрутки (tgϕw) в начальной области канала. При
Gд/Gвх < 0,06…0,07 наблюдается обратное влияние.
На рис. 6 представлено изменение угла закрутки
потока по радиусу канала в сечении x/d = 14,0. С
ростом отношения Gд/Gвх угол закрутки в области
отрицательных значений отношения r/rканала умень=
шается, а в области положительных – увеличивается.
Различный характер радиального изменения угла
закрутки потока подтверждает наличие азиму=
тальной несимметричности закрученного тече=
ния в канале. Как и в канале с классической тан=
генциальной закруткой потока (β = 0о), угол
закрутки потока увеличивается с уменьшением
радиуса канала [1, 2].
Потери полного давления в тангенциальном
завихрителе. На рис. 7 представлена зависимость
коэффициента сопротивления тангенциального
завихрителя от величины относительного расхо=
18 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 4. Распределение тангенса угла закрутки
потока по длине канала.
Рис. 6. Изменение угла закрутки потока по
радиусу канала в сечении x/d = 14,0.
Рис. 5. Зависимость тангенса угла закрутки
потока от относительного расхода воздуха через
дополнительный канал.
да дополнительного воздуха. Потери полного
давления определялись в соответствии с выраже=
нием:
, (2)
где ΔР*
завихр – потери полного давления в танген=
циальном завихрителе при наклонной подаче;
ρщ, wщ – плотность воздуха и среднерасходная
скорость в канале завихрителя. В данном случае
вследствие особенностей гидродинамики сопро=
тивление завихрителя включает две составляю=
щие – потери в самом завихрителе (входные, вы=
ходные, потери на трение), а также потери на
смешение основного и дополнительного потоков
(область тангенциального завихрителя). Как сле=
дует из рис. 7, с ростом отношения Gд/Gвх. [1, 2]
коэффициент сопротивления завихрителя увели=
чивается.
Потери полного давления по длине канала. На
рис. 8 приведено продольное изменение относи=
тельных потерь полного давления в эксперимен=
тальном канале. Здесь λ*
ϕ – коэффициент
гидравлического сопротивления в канале с на=
клонно=тангенциальной закруткой потока; λ0 –
коэффициент гидравлического сопротивления в
канале для осевого потока при том же значении
числа Рейнольдса. Из рисунка видно, что
относительные потери уменьшаются по длине
канала и незначительно возрастают при увеличе=
нии относительного расхода дополнительного
воздуха. До середины канала (х = 0,12 м; x/d =
6,0) относительные потери полного давления
примерно постоянны по длине, но затем наблю=
дается их резкое снижение.
На рис. 9 представлена зависимость средних в
канале относительных потерь полного давления
от величины относительного расхода дополни=
*
завихр.*
завихр. 2
щ щ
0,5
P
w
Δ
ζ =
ρ
ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3 19
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
Рис. 7. Коэффициент сопротивления
тангенциального завихрителя в зависимости от
относительного расхода воздуха через
дополнительный канал.
Рис. 8. Относительные потери полного давления
по длине канала.
Рис. 9. Осредненные относительные потери
полного давления в канале.
Варіаційним за методом розвязано
задачу твердіння металу у плоскій кли#
ноподібній виливниці при наявності
внутрішніх джерел теплоти з визначен#
ням положення фронту кристалізації у
будь#який момент часу.
Вариационным методом решена за#
дача затвердевания металла в плоской
клинообразной изложнице при наличии
внутренних источников теплоты с опре#
делением положения фронта кристал#
лизации в любой момент времени.
The problem of metal solidification in a
flat wedge#shaped mould influenced by
internal heat sources was solved using
variational method. The time dependence
of the front of crystallization was obtained.
УДК 539.19
ДРЕМОВ В.В.
Донбасская национальная академия строительства и архитектуры
ВЛИЯНИЕ ВНУТРЕННИХ ИСТОЧНИКОВ ТЕПЛОТЫ
НА ЗАТВЕРДЕВАНИЕ ПЛОСКОГО СЛИТКА
тельного воздуха. Из рисунка видно, что с ростом
отношения Gд/Gвх относительные потери давле=
ния в канале увеличиваются, причём особенно
заметно при Gд/Gвх > 0,06…0,08.
Выводы
Выполненное исследование показывает, что
закономерности течения закрученного потока в
цилиндрическом канале при наклонно=танген=
циальной закрутке потока (β = 60о) и дополни=
тельной подаче воздуха в торцевую область кана=
ла отличаются от результатов, полученных при
классической схеме тангенциальной закрутки
(β = 0о). Можно отметить следующие особеннос=
ти гидродинамики исследованного способа
закрутки потока:
при больших значениях отношения Gд/Gвх,
подача дополнительного воздуха в торцевую (дон=
ную) область канала уменьшает угол закрутки по=
тока в области около тангенциального завихрите=
ля и способствует снижению несимметричности
радиального профиля полного давления;
закрученный поток в канале является ази=
мутально=неравномерным; подача дополнитель=
ного потока может служить эффективным сред=
ством гидродинамического воздействия на
поток, изменения степени закрутки потока и
теплообмена в канале;
с увеличением расхода дополнительного
воздуха потери полного давления в тангенциаль=
ном завихрителе и в канале возрастают; по длине
канала относительные потери полного давления
особенно заметно снижаются во второй полови=
не канала.
ЛИТЕРАТУРА
1. Щукин В.К., Халатов А.А. Теплообмен и
гидродинамика закрученных потоков в осесим=
метричных каналах. – М.: Машиностроение,
1982. – 200 с.
2. Халатов А.А. Теория и практика закру=
ченных потоков. – К.: Наук. думка, 1989. –
192 с.
3. Hedlund C.R., Ligrani P.M. Local swirl cham=
ber heat transfer and flow structure at different
Reynolds numbers // Journal of Turbomachinery. –
2000. – Vol. 122. – Р. 375–385.
4. Хэй Н., Вест П.Д. Теплообмен в трубе с зак=
рученным потоком // Теплопередача. Сер. C. –
1975. – № 3. – С.100–106.
Получено 14.01.2009 г.
20 ISSN 0204�3602. Пром. теплотехника, 2009, т. 31, № 3
ТЕПЛО# И МАССООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-60778 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:13:44Z |
| publishDate | 2009 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Халатов, А.А. Борисов, И.И. Дашевский, Ю.Я. Северин, С.Д. 2014-04-19T17:04:45Z 2014-04-19T17:04:45Z 2009 Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала / А.А. Халатов, И.И. Борисов, Ю.Я. Дашевский, С.Д. Северин // Промышленная теплотехника. — 2009. — Т. 31, № 3. — С. 13-20. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60778 532.516; 536.24.01 Представлены результаты экспериментального исследования гидродинамики закрученного потока в открытом цилиндрическом канале диаметром 20 мм и длиной 280 мм с тангенциальным завихрителем прямоугольного сечения на входе. Определены поля статического и полного давления, поверхностный угол закрутки потока, гидравлические потери в канале и тангенциальном завихрителе. Наведено результати експериментального дослідження гідродинаміки закрученого потоку у відкритому циліндричному каналі діаметром 20 мм та довжиною 280 мм з танґенційним завихрювачем прямокутного перерізу на вході. Визначено поля статичного та повного тиску, поверхневий кут закрутки потоку, гідравлічні втрати в каналі та в танґенційному завихрювачі. The results of experimental studies of swirl flow hydrodynamics in the open tube with diameter of 20 mm, 280 mm length and tangential swirl generator at the inlet are given. The static and total pressure fields, wall swirl flow angle, pressure losses within the tube and swirl generator are determined. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Тепло- и массообменные процессы Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала Hydrodynamics of the swirled flow in the tube with the inclined tangential flow and air inlet into the endwall region of the channel Article published earlier |
| spellingShingle | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала Халатов, А.А. Борисов, И.И. Дашевский, Ю.Я. Северин, С.Д. Тепло- и массообменные процессы |
| title | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| title_alt | Hydrodynamics of the swirled flow in the tube with the inclined tangential flow and air inlet into the endwall region of the channel |
| title_full | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| title_fullStr | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| title_full_unstemmed | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| title_short | Гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| title_sort | гидродинамика закрученного потока в трубе с наклонно-тангенциальной закруткой потока и подводом воздуха в торцевую область канала |
| topic | Тепло- и массообменные процессы |
| topic_facet | Тепло- и массообменные процессы |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/60778 |
| work_keys_str_mv | AT halatovaa gidrodinamikazakručennogopotokavtrubesnaklonnotangencialʹnoizakrutkoipotokaipodvodomvozduhavtorcevuûoblastʹkanala AT borisovii gidrodinamikazakručennogopotokavtrubesnaklonnotangencialʹnoizakrutkoipotokaipodvodomvozduhavtorcevuûoblastʹkanala AT daševskiiûâ gidrodinamikazakručennogopotokavtrubesnaklonnotangencialʹnoizakrutkoipotokaipodvodomvozduhavtorcevuûoblastʹkanala AT severinsd gidrodinamikazakručennogopotokavtrubesnaklonnotangencialʹnoizakrutkoipotokaipodvodomvozduhavtorcevuûoblastʹkanala AT halatovaa hydrodynamicsoftheswirledflowinthetubewiththeinclinedtangentialflowandairinletintotheendwallregionofthechannel AT borisovii hydrodynamicsoftheswirledflowinthetubewiththeinclinedtangentialflowandairinletintotheendwallregionofthechannel AT daševskiiûâ hydrodynamicsoftheswirledflowinthetubewiththeinclinedtangentialflowandairinletintotheendwallregionofthechannel AT severinsd hydrodynamicsoftheswirledflowinthetubewiththeinclinedtangentialflowandairinletintotheendwallregionofthechannel |