ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗМАШИННОГО ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКА

Хазов, Д.Е.

Автор: Хазов Д.Е.
Журнал: Тепловые процессы в технике
Том: 10
Номер: 1-2
Год издания: 2018
Первая страница: 25
Последняя страница: 36
Аннотация: В работе рассматриваются одно- и двумерные математические модели устройства, реализующего безмашинное энергоразделение воздушного потока. Устройство представляет собой теплообменный аппарат типа «труба в трубе», в котором по внутреннему цилиндрическому каналу поток движется со сверхзвуковой скоростью, а по внешнему кольцевому — с дозвуковой. Без использования каких-либо движущихся частей, приводимых в движение газом, т.е. без совершения газом технической работы и без теплообмена с окружающей средой в устройстве происходит энергоразделение потока на «холодный» (полная среднемассовая температура меньше начальной) и «горячий» (полная среднемассовая температура больше начальной). Одномерная модель строится на основе метода Шапиро-Хоторна с соответствующими замыкающими соотношениями для законов трения и теплоотдачи. Двумерная модель основана на уравнениях Навье-Стокса, осредненных по Рейнольдсу с привлечением дополнительных уравнений модели турбулентности. В качестве количественной меры энергоразделения (температурного разделения) газового потока принимается разность между полными среднемассовыми температурами газового потока на «горячем» и «холодном» выходах и на входе устройства. Проведена валидация предложенных моделей в широком диапазоне изменения параметров. Путем сопоставления расчётных и экспериментальных данных показано, что наиболее предпочтительной для моделирования подобного класса течений является стандартная k-ω модель турбулентности с аналитической моделью Кейса-Кроуфорда для турбулентного числа Прандтля. Исследовано влияние прямоточной и противоточной схем организации течения на величину энергоразделения. Показано, что схема организации течения становится существенной при малых значения массового расхода через дозвуковой канал. На базе разработанных моделей определено влияние профиля сверхзвуковой части устройства на величину энергоразделения. Рассмотрены три профиля сверхзвукового канала: исходный канал с изменяющимся (возрастающим числом Маха); канал с постоянным числом Маха, равным начальному числу Маха для исходного канала; канал с постоянным числом Маха, равным конечному числу Маха для исходного канала.
Добавил в систему: Хазов Дмитрий Евгеньевич

	ИСТИНА	Войти в систему Регистрация
	ИСТИНА ИНХС РАН
	Главная Поиск Статистика О проекте Помощь

ИСТИНА

ИСТИНА ИНХС РАН

ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ БЕЗМАШИННОГО ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ ВОЗДУШНОГО ПОТОКАстатья

Прикрепленные файлы