Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком

Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований структуры течения в зоне отрыва за одиночным плоским стабилизатором пламени и решёткой таких стабилизаторов. Выполнен анализ эффектов влияния степени загромождения проходного сечения канала на характеристики течения в зоне обратных т...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Date:	2010
Main Authors:	Фиалко, Н.М., Бутовский, Л.С., Прокопов, В.Г., Грановская, Е.А., Шеренковский, Ю.В., Алёшко, С.А., Коханенко, П.С.
Format:	Article
Language:	Russian
Published:	Інститут технічної теплофізики НАН України 2010
Series:	Промышленная теплотехника
Subjects:	Тепло- и массообменные аппараты
Online Access:	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60601
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком / Н.М. Фиалко, Л.С. Бутовский, В.Г. Прокопов, Е.А. Грановская, Ю.В. Шеренковский, С.А. Алёшко, П.С. Коханенко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 5. — С. 26-33. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	irk-123456789-60601
record_format	dspace
spelling	irk-123456789-606012014-04-18T03:01:24Z Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком Фиалко, Н.М. Бутовский, Л.С. Прокопов, В.Г. Грановская, Е.А. Шеренковский, Ю.В. Алёшко, С.А. Коханенко, П.С. Тепло- и массообменные аппараты Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований структуры течения в зоне отрыва за одиночным плоским стабилизатором пламени и решёткой таких стабилизаторов. Выполнен анализ эффектов влияния степени загромождения проходного сечения канала на характеристики течения в зоне обратных токов. Изучены особенности массообмена между зоной обратных токов в закормовой области стабилизатора и окружающим её потоком. Наведено результати експериментальних та розрахункових досліджень структури течії в зоні відриву за поодиноким пласким стабілізатором полум’я та решітки таких стабілізаторів. Виконано аналіз ефектів впливу ступеня захаращеності прохідного перерізу на характеристики течії в зоні зворотних токів. Вивчені особливості масообміну між зоною зворотних токів в закормовій області стабілізатора та потоком, що ії оточує. The results of experimental and numerical research of the detached flow structure behind both single flat flameholder and greed of such flameholders are presented. The analysis of the channel cross-section encumbering rate effect on the flow characteristics in the recirculation mixing zone is performed. Features of the mass-transfer between the recirculation mixing zone behind the trailing edge of the flameholder and its encircling flow are examined. 2010 Article Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком / Н.М. Фиалко, Л.С. Бутовский, В.Г. Прокопов, Е.А. Грановская, Ю.В. Шеренковский, С.А. Алёшко, П.С. Коханенко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 5. — С. 26-33. — Бібліогр.: 10 назв. — рос. 0204-3602 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60601 536.24:533 ru Промышленная теплотехника Інститут технічної теплофізики НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Тепло- и массообменные аппараты Тепло- и массообменные аппараты
spellingShingle	Тепло- и массообменные аппараты Тепло- и массообменные аппараты Фиалко, Н.М. Бутовский, Л.С. Прокопов, В.Г. Грановская, Е.А. Шеренковский, Ю.В. Алёшко, С.А. Коханенко, П.С. Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком Промышленная теплотехника
description	Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований структуры течения в зоне отрыва за одиночным плоским стабилизатором пламени и решёткой таких стабилизаторов. Выполнен анализ эффектов влияния степени загромождения проходного сечения канала на характеристики течения в зоне обратных токов. Изучены особенности массообмена между зоной обратных токов в закормовой области стабилизатора и окружающим её потоком.
format	Article
author	Фиалко, Н.М. Бутовский, Л.С. Прокопов, В.Г. Грановская, Е.А. Шеренковский, Ю.В. Алёшко, С.А. Коханенко, П.С.
author_facet	Фиалко, Н.М. Бутовский, Л.С. Прокопов, В.Г. Грановская, Е.А. Шеренковский, Ю.В. Алёшко, С.А. Коханенко, П.С.
author_sort	Фиалко, Н.М.
title	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
title_short	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
title_full	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
title_fullStr	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
title_full_unstemmed	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
title_sort	особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком
publisher	Інститут технічної теплофізики НАН України
publishDate	2010
topic_facet	Тепло- и массообменные аппараты
url	http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/60601
citation_txt	Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком / Н.М. Фиалко, Л.С. Бутовский, В.Г. Прокопов, Е.А. Грановская, Ю.В. Шеренковский, С.А. Алёшко, П.С. Коханенко // Промышленная теплотехника. — 2010. — Т. 32, № 5. — С. 26-33. — Бібліогр.: 10 назв. — рос.
series	Промышленная теплотехника
work_keys_str_mv	AT fialkonm osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT butovskijls osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT prokopovvg osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT granovskaâea osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT šerenkovskijûv osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT alëškosa osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom AT kohanenkops osobennostiobtekaniâploskihstabilizatorovograničennympotokom
first_indexed	2025-07-05T11:38:58Z
last_indexed	2025-07-05T11:38:58Z
_version_	1836806873430360064
fulltext	ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №526 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ УДК 536.24:533 Фиалко Н.М.1,2, Бутовский Л.С.2, Прокопов В.Г.1, Грановская Е.А.2, Шеренковский Ю.В.1, Алёшко С.А.1, Коханенко П.С.1 1Институт технической теплофизики НАН Украины 2Национальный технический университет Украины «КПИ» ОСОБЕННОСТИ ОБТЕКАНИЯ ПЛОСКИХ СТАБИЛИЗАТОРОВ ОГРАНИЧЕННЫМ ПОТОКОМ Наведено результати експе- риментальних та розрахунко- вих досліджень структури течії в зоні відриву за поодиноким пласким стабілізатором полум’я та решітки таких стабілізаторів. Виконано аналіз ефектів впливу ступеня захаращеності прохідно- го перерізу на характеристики течії в зоні зворотних токів. Вивчені особливості масообміну між зо- ною зворотних токів в закормовій області стабілізатора та потоком, що ії оточує. Представлены результаты экс- периментальных и расчетных иссле- дований структуры течения в зоне отрыва за одиночным плоским ста- билизатором пламени и решёткой таких стабилизаторов. Выполнен анализ эффектов влияния степени загромождения проходного сечения канала на характеристики течения в зоне обратных токов. Изучены особенности массообмена между зоной обратных токов в закормовой области стабилизатора и окружаю- щим её потоком. The results of experimental and numerical research of the detached flow structure behind both single flat flameholder and greed of such flameholders are presented. The analysis of the channel cross-section encumbering rate effect on the flow characteristics in the recirculation mixing zone is performed. Features of the mass-transfer between the recirculation mixing zone behind the trailing edge of the flameholder and its encircling flow are examined. Вст – высота стабилизатора, м; Gcт – массовый расход воздуха, приходящийся на один стабилизатор, кг/с; Gi* – относительный расход воздуха в зоне обратных токов; Gi – массовый расход воздуха в фиксированных i-тых сечениях зоны обратных токов, кг/с; Hk – высота канала, м; LОТ – длина зоны обратных токов, м; Р – давление, Па; Tu – интенсивность турбулентности, %; U, V – горизонтальная и вертикальная проекция скорости, м/с; U0 – скорость воздуха на входе в канал, м/с; UCT – средняя скорость в сечении, отвечающем срывной кромке стабилизатора, м/с; kf – коэффициент загромождения проходного сечения канала; x, y – пространственные координаты в декарто- вой системе, м; Z – глубина канала, м; ν, νТ – молекулярный и турбулентный кинема- тические коэффициенты вязкости, м2/с; ρ – плотность воздуха, кг/м3. Индексы верхние: * – безразмерная величина. Индексы нижние: к – канал; ст – стабилизатор. Введение Применение плохообтекаемых тел в каче- стве стабилизаторов пламени является, как из- вестно, одним из широко распространенных способов обеспечения устойчивого процесса горения топлива в горелочных устройствах раз- личного типа. Данный метод первоначально использовался, главным образом, при органи- зации процесса горения предварительно под- готовленной смеси, а затем получил развитие и для ситуаций, отвечающих диффузионным процессам сжигания топлива [1-4]. Потребности практики проектирования высокоэффективных горелочных устройств, в которых применяется указанный метод стаби- лизации пламени, обуславливают необходи- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №5 27 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ мость в углублённых исследованиях структуры течения в ближнем следе за плохообтекаемыми телами. Различным аспектам данного направ- ления исследований посвящен целый ряд работ (см. например [5, 6]). Причем в первую очередь изучались соответствующие закономерности для одиночных плохообтекаемых тел относи- тельно простой формы, таких как уступ (оди- нарный и двойной), круговой цилиндр, клин, пластина, перпендикулярная потоку. К тому же, что важно подчеркнуть, данные исследова- ния проводились в условиях обтекания тел сво- бодным потоком. В дальнейшем рассмотрению подлежали более сложные ситуации, отвечаю- щие обтеканию тел различной конфигурации либо системы тел ограниченным потоком. Постановка задачи и методика проведения исследований Настоящая работа посвящена эксперимен- тальным и расчетным исследованиям обте- кания одиночных плоских стабилизаторов и стабилизаторных решеток при различной сте- пени загромождения проходного сечения кана- ла. Исследовались закономерности обтекания расположенного вдоль потока плоского стаби- лизатора, представляющего собой толстостен- ную пластину со скругленной передней и зату- пленной задней кромкой (см. рис. 1). При этом рассматривались две ситуации. Первая из них соответствовала наличию в канале одинарного стабилизатора (рис. 1, а); во второй ситуации стабилизатор являлся элементом стабилиза- торной решетки (рис. 1, б). В последнем слу- чае особое внимание уделялось исследованию гидродинамики и массообмена при варьиро- вании в широких пределах коэффициента за- громождения проходного сечения канала kf ( , где fст, fщ – площадь попе- речного сечения стабилизатора и щели для про- хода воздуха соответственно). Экспериментальные исследования прово- дились на стенде, рабочий участок которого представлял собой плоский канал 2 с пред- включенной частью 1, выполненной в виде сопла Витошинского (рис. 1, а). Компоненты скорости измерялись с помощью пневмомет- рического насадка. Для нахождения уровня интенсивности турбулентности Tu и оценки точности определения указанных компонентов применялся термоанемометрический метод. Детальное изложение методики проведения экспериментальных исследований дано в [7]. Компьютерное моделирование рассматри- ваемой физической ситуации базировалось на ст ст щ f fk ( f f )= + Рис. 1. К поставке задачи для одиночного плоского стабилизатора (а) и стабилизаторной решетки (б): 1 – сопло Витошинского; 2 – плоский канал; 3 – стабилизатор. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №528 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ численном решении следующей системы уравнений стационарного турбулентного движения несжимаемой жидкости [8] , (1) , (2) ( ) ( )2 Т Т U U P U U VU V x y x x y y y x     ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ + = − + ν + ν + ν + ν +   ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂     ( ) ( )2Т Т V V P U V VU V x y y x y x y y     ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ + = − + ν + ν + + ν + ν    ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂ ∂     0U V x y ∂ ∂ + = ∂ ∂ . (3) Для замыкания приведенных осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса при- менялись различные модели турбулентности, фигурирующие в современном каталоге этих моделей. В частности, анализировались воз- можности использования разных модификаций κ-ε модели турбулентности (RNG, realizable, и standard), модели Спаларта-Аллмареса, моде- лей κ-ω и пр. [9]. В предпосылке гидродинамической и геометрической симметрии в качестве рас- четной области в случае одиночного стабили- затора рассматривалась подобласть АA’B’B (рис. 1, а), в ситуации, отвечающей стабилиза- торной решетке – подобласть СС’Д’Д (рис. 1, б). Во входных сечениях АA’ и СС’ задавались по- стоянные значения скорости U0. В выходных сечениях BB’ и ДД’ ставились так называе- мые “мягкие” граничные условия – равенство нулю продольных производных всех зависи- мых переменных. На непроницаемых гранич- ных поверхностях канала и стабилизатора за- давались условия прилипания. На границах А’В’, СД и С’Д’ ставились условия симметрии. Реализация решения поставленной задачи осуществлялась с использованием универсаль- ного пакета FLUENT. Применялась процедура коррекции давления SIMPLEC. Дискретизация расчетных областей проводилась неструктури- рованными неравномерными сетками, содер- жащими до 200 х 800 ячеек, с детальным раз- решением пристеночных зон (с минимальным пристеночным шагом 10-5 м). Проведению комплекса вычислительных экспериментов предшествовали детальные ис- следования по выбору модели турбулентности. Как показали результаты математического мо- делирования, рассматриваемой физической си- туации в наибольшей мере отвечает κ-ε модель турбулентности в модификации RNG. Результаты исследований и их анализ Остановимся вначале на сопоставлении ре- зультатов экспериментальных и расчетных ис- следований для случая обтекания одиночного плоского стабилизатора (рис. 1, а). Характер- ные данные таких сопоставлений представлены на рис. 2, 3. Приведенные результаты отвечают следующим значениям исходных параметров: геометрические характеристики стабилизато- ра и канала – Вст = 4,5·10-2 м; rст = 2,25·10-2 м ; Lст = 9·10-2 м; Hk = 0,15 м; Lk = 0,5 м; Lп = 0,15 м; глубина канала Z = 0,8 м; скорость воздуха на входе в сопло Витошинского U0 = 7,85 м/с; интенсивность турбулентности набегающего потока Tu = 6 %; температура воздуха tв = 55 °С. Характеризуя в целом анализируемый ма- териал в части значений компонент скорости, следует отметить, что имеет место удовлетво- рительное согласование результатов матема- тического моделирования с данными пневмо- метрических и анемометрических измерений. Как видно из рис. 2, расхождения сопоставляе- мых величин не превышают 15 %. Обращает на себя внимание то обстоятельство, что в зоне обратных токов абсолютные величины расчет- ных скоростей U оказываются несколько ниже, чем соответствующие значения, полученные в эксперименте. Некоторые отличия наблюдают- ся также и в размерах зон обратных токов LОТ. А именно, расчетные значения несколько пре- ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №5 29 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ вышают данные экспериментальных исследо- ваний. Так, для рассматриваемого случая, эти величины составляют соответственно 0,098 м и 0,122 м по результатам эксперимента и ком- пьютерного моделирования. Сопоставления экспериментальных и рас- четных данных относительно интенсивности турбулентности показали, что их расхождения Рис. 2. Профили осевой компоненты скорости U в различных сечениях по длине канала: 1 – эксперимент; 2 – расчет. Рис. 3. Профили интенсивности турбулентности Tu в различных сечениях по длине канала: 1 – эксперимент; 2 – расчет. ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №530 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ не превышают 30 % (см. рис. 3). Эта величи- на лежит в пределах погрешности измерений пульсационных составляющих скорости для зон рециркуляции с высокой интенсивностью турбулентности [4]. Перейдем далее к рассмотрению результа- тов исследований для второй из отмеченных выше ситуаций, отвечающей обтеканию пло- ского стабилизатора в условиях стабилиза- торной решетки (рис. 1, б). Приводимые ниже данные соответствуют следующим значениям исходных параметров: скорость воздуха на вхо- де в канал U0 = 15,7 м/с; Lk = 1 м; Lп = 0,1 м; коэффициент kf варьировался в пределах 0,16 ... 0,8 за счет изменения поперечного се- чения щели между стабилизаторами. Прочие данные такие же, как и для случая обтекания одиночного стабилизатора. В условиях рассматриваемой постановки задачи (при постоянстве скорости на входе в стабилизаторную решетку) имеют место, как можно показать, следующие соотношения ; . (4) Типичные результаты исследований, отно- сящиеся к стабилизаторной решетке, приведе- ны на рис. 4-6. Специфику поведения осевой скорости межстабилизаторной струи при ее развитии по длине канала для различной плот- ности взаимного расположения стабилизаторов в решетке иллюстрирует рис. 4. Как видно из рисунка, во всех рассмотренных ситуациях в сечении, отвечающем срывной кромке, вели- чина относительной скорости U* (U=U/ ) близка к единице. Причем, скорость U не- сколько больше единицы, и это отличие тем значительней, чем выше коэффициент загро- мождения проходного сечения канала kf . Это, как очевидно, обусловлено в рассматриваемой физической обстановке большей неравномер- ностью профиля скорости в каналах с мень- шим проходным сечением. Из приведенных на рисунке данных также видно, что падение скорости U* по длине канала существенно за- висит от величины kf . При этом оно оказывает- ся более значительным при повышении коэф- фициента загромождения проходного сечения. Это обстоятельство связано с тем, что с ростом kf установление профиля скорости по сечению канала происходит на меньшем расстоянии от срывной кромки. На рис. 5 приведено распределение скоро- сти U* вдоль оси следа при разных значениях 0 cт 1 f UU k = − 0 cт ст f U B ZG k = ρ⋅ Рис. 4. Изменение по длине канала осевой скорости межстабилизаторной струи при различных значениях коэффициента загромождения kf : 1 – kf = 0,15; 2 – kf = 0,3; 3 – kf = 0,8. cтU ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №5 31 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ коэффициента загромождения kf . Представ- ленные данные свидетельствуют о том, что ве- личина kf оказывает существенное влияние на длину зоны обратных токов LОТ, отвечающую отрицательным значениям скорости U. Геометрические характеристики зоны об- ратных токов, и прежде всего ее длина, являет- ся, как известно, одним из важнейших фак- торов, от которых определяющим образом зависит стабилизирующая способность пло- хообтекаемых тел. Согласно приведенным на рис. 5 результатам с повышением коэффици- ента kf длина LОТ увеличивается. Что касается максимального по абсолютной величине значе- ния скорости в зоне обратных токов , то оно имеет место примерно посредине дан- ной зоны. Некоторое смещение указанного максимума относительно середины зоны об- ратных токов в сторону больших значений х (x=x/ Вст) наблюдается лишь при достаточно больших величинах kf (см. линию 5 на графи- ке). В этом случае в подобласти, прилежащей к срывной кромке стабилизатора, значения ско- рости U по абсолютной величине в зоне об- ратных токов оказываются существенно ниже, чем при меньших коэффициентах kf . То есть при весьма большой степени загромождения проходного сечения канала вблизи срывной кромки стабилизатора, образно говоря, обна- руживается тенденция к вырождению зоны об- ратных токов. Следует также обратить внимание на тот факт, что указанные максимальные значе- ния скорости в зоне обратных токов являются близкими по величине при существенно отли- чающихся коэффициентах загромождения kf . Согласно данным, приведенным на рис. 5, для всех рассмотренных ситуаций безразмерная скорость ≈ 0,2. Таблица иллюстрирует зависимость длины зоны обратных токов LОТ от коэффициента kf . Как видно, имеет место монотонное возраста- ние величины LОТ по мере загромождения про- ходного сечения канала. При изучении механизма стабилизации пламени благодаря использованию плохообте- каемых тел особое внимание уделяется оценке различных характеристик массообмена между зоной обратных токов и окружающим ее по- током. В частности, представляет интерес на- хождение величины относительного расхода воздуха в зоне обратных токов . Рис. 5. Изменение скорости U* вдоль оси следа за стабилизатором при различных значениях kf: 1 – kf = 0,15; 2 – kf = 0,3; 3 – kf = 0,45; 4 – kf = 0,6; 5 – kf = 0,8. * maxU * maxU cт * i iG G / G= ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №532 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ Здесь Gi определяется выражением: , (i = 1, 2…) . (5) На рис. 6. представлено распределение расхода по длине зоны обратных токов для различных значений коэффициента загромож- дения проходного сечения канала. Для всех рассмотренных ситуаций данное распределе- ние имеет экстремальный характер. Причем экстремум выражен тем ярче, чем больше вели- чина kf . Что же касается местоположений ука- занных экстремумов, то при различных значе- ниях kf они имеют место вблизи середины зоны обратных токов, коррелируясь в этом плане с соответствующими максимальными значения- ми скорости в данной зоне. Важно подчеркнуть, что, как показали вы- числительные эксперименты, величина отно- сительного расхода в зоне обратных токов су- щественно возрастает с увеличением степени загромождения проходного сечения канала. Определенная особенность наблюдается лишь в подобласти зоны обратных токов вблизи срывной кромки при kf = 0,6 и kf = 0,8. Здесь значения указанных расходов воздуха прак- тически совпадают. Данное обстоятельство, по-видимому, связано с описанной выше тен- денцией к вырождению зоны обратных токов в прикормовой зоне стабилизатора при больших величинах kf . В заключение отметим, что характеристики течения в закормовой области плохообтекаемых тел, как известно, могут существенно отличать- ся при изотермических и неизотермических условиях, отвечающих процессу горения. Так, например, при горении в полуоткрытом пото- ке возможно весьма значительное уменьшение разрежения в данной области по сравнению с изотермической ситуацией и соответственно увеличение размеров зоны обратных токов. Тем не менее, согласно результатам многочис- ленных исследований закономерности влияния различных факторов на картину течения в обо- их рассматриваемых случаях имеют аналогич- ный характер [10]. kf 0,15 0,3 0,45 0,6 0,8 LОТ , 10-3 м 97,7 111,2 129,6 144,3 176,6 Таблица. Значения длины зоны обратных токов LОТ при различных значениях коэффици- ента загромождения проходного сечения кана- ла kf 0 0 y U i i y U G Z U dy + = − = = ρ ∫ Рис. 6. Распределение расхода Gi* по длине зоны обратных токов для различных значений коэффициента загромождения проходного сечения канала: 1 – kf = 0,15; 2 – kf = 0,3; 3 – kf = 0,45; 4 – kf = 0,6; 5 – kf = 0,8. * iG ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2010, т. 32, №5 33 ТЕПЛО- И МАССООБМЕННЫЕ АППАРАТЫ Выводы В работе приведены результаты натурных и вычислительных экспериментов по изучению закономерностей обтекания ограниченным по- током одиночных плоских стабилизаторов и стабилизаторных решеток. При этом: 1. Выполнены исследования по верифика- ции модели турбулентности для рассматривае- мых условий. На основе сопоставления дан- ных натурных экспериментов и результатов математического моделирования, полученных с использованием наиболее распространенных современных моделей турбулентности, показа- но, что анализируемой физической обстановке в наибольшей мере соответствует RNG κ-ε мо- дель турбулентности. 2. Изучены закономерности изменения раз- личных характеристик зоны обратных токов в закормовой области стабилизатора, находяще- гося в условиях стабилизаторной решетки, при различных значениях коэффициента загромож- дения kf проходного сечения канала. В частно- сти, установлено, что: - длина зоны обратных токов LОТ существен- но возрастает по мере загромождения стабили- заторной решетки во всем исследуемом диапа- зоне изменения коэффициента kf ; - максимальные по абсолютной величине значения скорости в зоне обратных токов при различных kf являются близкими по вели- чине ≈ 0,2. 3. Проведен анализ особенностей массо- обмена между зоной обратных токов и окру- жающим ее потоком. Получены данные, ил- люстрирующие закономерности влияния коэффициента kf на величину относительного расхода воздуха в зоне обратных токов. ЛИТЕРАТУРА 1. Варнатц Ю., Маас У., Диббл Р. Горение. Физические и химические аспекты, моделиро- вание, эксперименты, образование загрязняю- щих веществ / Пер. с англ. Г.Л. Агафонова – под ред. П.А. Власова. – М.: Физматлит, 2003. – 352 с. 2. Фиалко Н.М, Прокопов В.Г., Алешко С.А., Шеренковский Ю.В., Меранова Н.О. Чис- ленные исследования особенностей влияния шага между газоподающими отверстиями на закономерности смесеобразования при микро- факельном сжигании топлива // Материалы ХIХ Межд. конференции «Проблемы экологии и эксплуатации объектов энергетики», Ялта 8–12 июня 2009.– Киев, 2009.– С. 177 – 179. 3. Бутовский Л.С., Грановская Е.А., Фиалко Н.М. Устойчивость факела за плоским стабили- затором при подаче газа внедрением в воздуш- ный поток // Технологические системы. – 2010. – Т.52, №3. – С. 72 – 78. 4. Сударев А.В., Маев В.А. Длина зоны от- рыва за плохо обтекаемым телом в ограничен- ном потоке // Инж.-физ. журнал. – 1972. – Т.23, №2. – С. 322 – 326. 5. Микулин Г.А., Любчик Г.Н. Аэродинами- ческие характеристики и массобменные свой- ства трубчатых интенсификаторов горения и стабилизаторов пламени // Энергетика: эко- номика, технология, экология. – 2004. – Т.15, № 2. – С. 54 – 62. 6. Баранов П.А., Исаев С.А., Усачов А.Е. Численный анализ влияния вращающихся кор- мовых цилиндров на нестационарный след за удлиненным телом // Инж.-физ. журнал. – 2000. – Т.73, №3. – С. 606 – 613. 7. Гортышов Ю.Ф., Дресвянников Ф.Н., Идиатулин Н.С. и др. Теория и техника тепло- физического эксперимента / Под ред. В.К. Щу- кина. – М.: Энергоатом, 1985. – 360 с. 8. Хинце Н.О. Турбулентность. – М.: Физ- матгиз, 1963. – 680 с. 9. Быстров Ю.А., Исаев С.А., Кудрявцев Н.А., Леонтьев А.И. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в паке- тах труб. – СПб.: Судостроение, 2005. – 392 с. 10. Раушенбах Б.В., Белый С.А. и др. Физи- ческие основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. – М.: Машиностроение. 1964. – 526 с. Получено 02.07. 2010 г. * maxU * maxU

Особенности обтекания плоских стабилизаторов ограниченным потоком

Institution

Similar Items