|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ПсковГУ |
||
Интенсификация аэрогидродинамических и теплофизических процессов в двигательных установках и теплообменниках на основе разрабатываемых энергоэффективных структурированных поверхностейНИР
Intensification of aerohydrodynamic and thermophysical processes in engines and heat exchangers based on the developed energy-efficient structured textures
- Руководитель НИР: Гувернюк С.В.
- Ответственный исполнитель: Зубин М.А.
- Участники НИР: Анохин М.Д., Баранников С.Н., Зубков А.Ф., Кабанов К.П., Синявин А.А., Чулюнин А.Ю.
- Подразделение: 107 Лаборатория аэромеханики и волновой динамики
- Срок исполнения: 27 мая 2022 г. - 15 декабря 2022 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): № 260/ЕП от 27.05.2022 г.
- Номер ЦИТИС: 122063000003-5
- Тип: Прикладная
- Приоритетное направление научных исследований: Газовая динамика и теплообмен.
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.17.33 Газовая динамика
- 30.17.53 Прикладная аэродинамика
-
Ключевые слова:
физический эксперимент, энергоэффективные поверхности., структурированные поверхности, вихрегенератор, пограничный слой, численные модели
structured surfaces, vortex generator, physical experiment, energy efficient surfaces., boundary layer, numerical models -
Описание:
Получение экспериментальных данных, необходимых для создания численных моделей и методов расчета эффективных структурированных теплообменных поверхностей
-
Abstract:
Obtaining experimental data necessary for creating numerical models and methods for calculating effective structured heat exchange surfaces
-
Планируемые результаты:
Модернизированная установка ВИЯ, оснащенная устройствами слива пограничного слоя, результаты измерений распределений давления по поверхности ОТЛ и профилей скорости в различных сечениях канала перед и за одиночной наклонной ОТЛ. Результаты измерений распределений давления по поверхности ОТЛ, в составе ансамбля трех лунок, и профилей скорости в различных сечениях канала перед и за ансамблем из нескольких ОТЛ. Результаты исследования картин предельных линий тока и распределений давления на поверхности моделей. Рекомендации для использования полученных экспериментальных данных при тестировании CFD-методов моделирования обтекания и теплообмена при взаимодействии потоков с искусственными рельефами.
-
Научный задел:
Многолетний опыт аэрофизических и компьютерных исследований отрывных течений в кавернах.
-
Основные результаты:
Электронная база экспериментальных данных, отражающая выявленные закономерности обтекания одиночных наклонных ОТЛ и ансамблей из нескольких ОТЛ.
- Добавил в систему: Ляшко Галина Анатольевна
Источник финансирования НИР
| Хоздоговор, СПбГМТУ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 27 мая 2022 г.-30 июня 2022 г. | Экспериментальное определение влияния толщины набегающего турбулентного пограничного слоя на распределение коэффициента давления по поверхности овальо-траншейной лунки (ОТЛ), расположенной на стенке плоско параллельного канала. |
| Результаты этапа: Осуществлена доработка установки ВиЯ ‒ спроектирована и установлена на стенке рабочего канала система отвода потока для управления толщиной пограничного слоя; спроектировано и установлено координатное устройство для автоматизированных пневмометрических измерений в поперечных сечениях рабочего канала; написано соответствующее программное обеспечение. Экспериментально определено влияние толщины набегающего пограничного слоя на распределение коэффициента давления по поверхности ОТЛ. Показано, что отношение толщины пограничного слоя "дельта" к длине слоя смешения над овально-траншейной лункой (по существу, ее ширине D) определяет режим обтекания ОТЛ. Установлено, что при "дельта"/D <0.3 вид зависимостей распределений коэффициента давления не изменяется. Получены профили скорости в характерных поперечных сечениях канала вниз по потоку за ОТЛ, позволившие установить структуру и уровень возмущений течения в канале, вносимых ОТЛ. | ||
| 2 | 1 июля 2022 г.-30 сентября 2022 г. | Экспериментальное определение структуры и интенсивности возмущений, вносимых наклонными овально-траншейными лунками (ОТЛ) и системой из 3-х ОТЛ, установленными на стенке узкого плоскопараллельного канала, |
| Результаты этапа: Осуществлена модернизация конструкции координатного устройства, заключающаяся в полной автоматизации перемещения пневмометрического зонда в задаваемых сечениях рабочего канала. Предложен и апробирован индикаторный метод зондирования, позволяющий получать данные для непосредственного сравнения с соответствующими результатами численного моделирования трёхмерных течений в проточной части канала. Представлены оценки влияния одиночной и системы из 3-х ОТЛ на структуру и интенсивность возмущений течения в канале. Уточнены распределения давления на внутренней поверхности ОТЛ, определяющие режимы отрывного обтекания и уровень порождаемых ОТЛ возмущений. | ||
| 3 | 1 октября 2022 г.-15 декабря 2022 г. | Экспериментальное определение основных характеристик отрывного обтекания модифицированных овально-траншейных лунок (ОТЛ) V-образной и каплевидной конфигураций |
| Результаты этапа: Выполнено детальное экспериментальное исследование обтекания дозвуковым турбулентным потоком воздуха двух новых модифицированных овально-траншейных лунок (ОТЛ), имеющих в плане V-образную или каплевидную конфигурации. Измерены распределения давления по поверхности 4-х вариантов моделей каверн в характерных сечениях и визуализированы картины поверхностных линий тока течений, возникающих при их обтекании. Установлено существенное влияние глубины и угла наклона каверн относительно направления потока на структуру течения. Предложен критерий, приближенно оценивающий интенсивность возвратного течения в кавернах. Показано, что V-образная овально-траншейная лунка, в которой интенсификация возвратного течения реализуется в обеих частях каверны, составляющих угол 45º с направлением потока, может быть более эффективным элементом рельефа для теплообменных поверхностей, чем соответствующая исходная ОТЛ. Трансформация геометрии исходной ОТЛ в каплевидную каверну практически оставляет неизменной скорость возвратного течения в передней по потоку половине обеих моделей, что должно означать сохранение полезных теплофизических свойств ОТЛ. При этом хвостовая часть каплевидной каверны имеет намного меньшую площадь и наклон стенок, чем исходная ОТЛ, что должно приводить к снижению гидравлического сопротивления канала, оснащенного лунками ОТЛ каплевидной модификации по сравнению с ОТЛ исходной формы. В целом, можно ожидать повышения теплогидравлических характеристик поверхностей с рельефами из каплевидных элементов. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".