- Код статьи
- S3034534025040093-1
- DOI
- 10.7868/S3034534025040093
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том / Номер выпуска 4
- Страницы
- 105-116
- Аннотация
- Представлены результаты экспериментального исследования аэродинамики течения в узком канале высотой прямоугольного сечения = 20 мм и соотношением сторон, равным = 7.5 при наличии на его поверхности системы удлиненных траншейных лунок с поперечным сечением в форме цилиндрического сегмента. Лунки шириной = 0.75 с относительной глубиной Δ/ = 0.22 и длиной = 7 калибров располагаются под фиксированным углом к продольной оси канала, равным φ = 45°. Всего в пакете было семь траншей, шаг между ними оставался одним и тем же = 2. Число Рейнольдса, рассчитанное по гидравлическому диаметру, в опытах по измерению компонент скоростей и пульсаций скорости было постоянным и равным Re = 3.9 · 10. Гидравлические потери измерялись в широком диапазоне чисел Рейнольдса от Re = 1.9 · 10 до Re = 1.1 · 10. В экспериментах измерялись компоненты скорости и их пульсации в продольном и поперечном направлениях для канала с траншеями на одной стенке, а гидравлическое сопротивление канала с траншеями на одной и двух противоположных стенках. Установлено, что профили продольной скорости U значительно отличаются в зависимости от положения внутри лунки для всех исследованных траншей. На входной части траншеи, в которую втекает поток, формируется зона отрыва пограничного слоя. Протяженность этой зоны вдоль траншеи не превышает одного калибра и далее по размаху траншеи отрицательных величин скорости U не наблюдается. По мере продвижения вдоль траншеи, интенсивность вихревого движения газа внутри значительно ослабляется. Аналогичная структура течения наблюдалось авторами ранее (Теплофизика и аэромеханика. 2022. Т. 29. № 6. С. 935) в одиночной траншейной лунке с теми же геометрическими параметрами.
- Ключевые слова
- турбулентное течение траншейная лунка отрыв потока пульсации скорости
- Дата публикации
- 15.03.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 4
Библиография
- 1. Терехов В.И., Терехов В.В., Чохар И.А., Ян Лун Н. Экспериментальное исследование структуры течения в одиночной траншейной лунке // Теплофизика и аэромеханика. 2022. Т. 29.№6. С. 935–947.
- 2. Terekhov V.I., Terekhov V.V., Chokhar I.A., and Yan Lun N. Experimental investigation of the flow structure in a single trench dimple // Thermophys. Aeromech. 2022. V. 29. P. 887–898.
- 3. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1990. 208 с.
- 4. Ligrani P.M. Heat Transfer Augmentation Technologies for Internal Cooling of Turbine Components of Gas Turbine Engines // Int. J. of Rotating Machinery.2013. V. 2013, Article ID 275653, 32 p. http:// dx.doi.org/10.1155/2013/275653
- 5. Rashidi S., Hormozi F., Sunden B., and Mahian O. Energy saving in thermal energy systems using dimpled surface technology – A review on mechanisms and applications // Appl. Energy. 2019. V. 259. P. 1491.
- 6. Исаев С.А. Генезис аномальной интенсификации отрывного течения и теплообмена в наклонных канавках на структурированных поверхностях // Изв. РАН. МЖГ. 2022.№5. С. 13–24.
- 7. Terekhov V.I., Kalinina S.V., and Mshvidobadze Y.M. Heat transfer coefficient and aerodynamic resistance on a surface with a single dimple // J. Enhanc. Heat Transf. 1997. V. 4. No. 2.
- 8. Tay C.M., Chew Y.T., Khoo B.C., and Zhao J.B. Development of flow structures over dimples // Experimental Thermal and Fluid Science. 2014.V. 52. P. 278–287.
- 9. Zhou W., Rao Y., and Hu H. An experimental investigation on the characteristics of turbulent boundary layer flows over a dimpled surface // J. of Fluids Engineering. 2016. V. 138.№2. P. 021204.
- 10. Wang Z., Yeo K.S., and Khoo B.C. DNS of low Reynolds number turbulent flows in dimpled channels // Journal of Turbulence. 2006. No. 7. P. N37.
- 11. Mahmood G.I., Ligrani P.M. Heat transfer in a dimpled channel: combined influences of aspect ratio, temperature ratio, Reynolds number and flow structure// Int. J. Heat Mass Transfer. 2002. V. 45. P. 2011–2020.
- 12. Turnow J., Kornev N., and Hassel E. Flow structures and heat transfer enhancement on asymmetric dimples // Int. Symp. Turbul. Shear Flow Phenomena. 2013. V. 2. P. 1–6.
- 13. Saha K., Acharya S. Heat Transfer Enhancement Using Angled Grooves as Turbulence Promoters // J. Turbomachinery. 2014. V. 136. 081004.
- 14. Zhang P., Rao Y., and Xie Y. Turbulent Flow Structure and Heat Transfer Mechanisms over Surface Vortex Structures of Micro V-Shaped Ribs and Dimples// Int. J. Heat and Mass Transfer. 2021.V. 178. P. 121611.
- 15. Jordan C.N., Wright L.M. Heat transfer enhancement in a rectangular (AR=3:1) channel with V-shaped dimples // J. of Turbomachinery. 2013. V. 135.№1. 011028. P. 10. https://doi.org/10.1115/GT2011-46128
- 16. Kornev N., Turnow J., Hassel E., Isaev S., and Wurm F.-H. Fluid mechanics and heat transfer in a channel with spherical and oval dimples // Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design. 2010. V. 110/2010. P. 231–237.
- 17. Yu C., Shao M., Zhang W.,Wang G., and Huang M. Study on heat transfer synergy and optimization of capsule-type plate heat exchangers // Processes. 2024. V. 12.№3. P. 604.
- 18. Liu J., Song Y., Xie G., and Sunden B. Numerical modeling flow and heat transfer in dimpled cooling channels with secondary hemispherical protrusions // Energy. 2015. V. 79. P. 1–19.
- 19. Калинин Э.Е., Дрейцер Г.Л., Копп И.З., Мякочин А.С. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. 408 с
- 20. Kalinin E.K., Dreitser G.A., Kopp I.Z., and Myakotchin A.S. Efficient surfaces for heat exchangers. Fundamental sand design. Engl. ed.: A.E. Bergles and W. Begell.–NewYork; Wallingford : Begell House, com. 2002. – XIX. 392 p.
- 21. Isaev S., Gritckevich М., Leontiev А., and Popov I. Abnormal enhancement of separated turbulent air flow and heat transfer in inclined single-row oval-trench dimples at the narrow channelwall // Acta Astronaut. 2019.V. 163 (Part A). P. 202–207. https://doi.org/10.1016/j.actaastro. 2019.01.033
- 22. Терехов В.И., Чохар И.А., Ян Лун Н. Структура турбулентного течения в полуцилин -дрической траншее, расположенной на стенке плоского канала // ПМТФ. 2025. T. 66.№1.
- 23. Зубин М.А., Зубков А.Ф. Структура отрывного обтекания цилиндрической каверны на стенке плоского канала // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2022.№1. С. 81–89.
- 24. Isaev S.A., Guvernyuk S.V., Mikheev N.I., Popov I.A., and Nikushchenko D.V. Numerical and experimental study of abnormal enhancement of separated turbulent flow and heat transfer in inclined oval-trench dimples on the plate and on the narrow channel wall // J. of Phys.: Conf. Ser. 2021. 2039. 012009. https://doi.org/10.1088/1742-6596/2039/1/012009
- 25. Давлетшин И.А., Душин Н.С., Душина О.А., Михеев М.И., Шакиров Р.Р., Исаев С.А. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление плоского канала с дискретной шероховатостью стенки в виде наклонных траншейных лунок // Теплофизика и Аэромеханика. 2023. T. 30.№4. C. 669–674.
- 26. Davletshin I.A., Dushin N.S., Dushina O.A., Mikheev N.I., Shakirov R.R., and Isaev S.A. Heat transfer and hydraulic resistance of a flat channel with discrete wall roughness in the form of inclined trench dimples// Thermophys. Aeromech. 2023. V. 30. P. 631–636. https://doi.org/10.1134/S0869864323040030
- 27. Mironov A., Isaev S., Skrypnik A., and Popov I. Numerical and physical simulation of heat transfer enhancement using oval dimple vortex generators – Review and recommendations // Energies. 2020. V. 13. P. 5243.
- 28. Галаев С.А., Левченя А.М., Рис В.В., Смирнов Е.М. Винтовая длиннопериодическая структура ядра турбулентного потока в нагреваемом прямоугольном канале с наклонными ребрами на одной из стенок // Журнал технической физики. 2024. Т. 94. Вып. 11. С. 1799–1808.
- 29. Nazari S., Zamani M., and Moshizi S.A. Comparative study on the influence of depth, number and arrangement of dimples on the flow and heat transfer characteristics at turbulent flow regimes // Heat and Mass Transfer. 2018. V. 54 P. 2743–2760.
- 30. Liu J., Xie G., and Simon T.W. Turbulent flow and heat transfer enhancement in rectangular channels with novel cylindrical grooves// Int. J. Heat and Mass Transfer. 2015. V. 81. P. 563–577. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2014.10.021
