The 19 reference contexts in paper M. Strongin M., N. Kiselev A., S. Burtsev A., Yu. Vinogradov A., М. Стронгин М., Н. Киселёв А., С. Бурцев А., Ю. Виноградов А. (2016) “Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик поверхностей с коридорным расположением лунок // Experimental Study of Thermo-hydraulic Characteristics of Surfaces with In-line Dimple Arrangement” / spz:neicon:technomag:y:2015:i:5:p:348-369

  1. Start
    2447
    Prefix
    Первые исследования вихревой интенсификации теплообмена относят к рубежу 40-50-х годов. Одна из первых публикаций по исследованию облуненных поверхностей для интенсификации теплообмена появилась в 1961
    Exact
    [1]
    Suffix
    . Рассматривались поверхности теплообмена, на которых в определенном порядке нанесены полусферические углубления - лунки. При обтекании таких поверхностей потоком сплошной среды возникают крупномасштабные динамические вихревые структуры, интенсифицирующих процессы теплообмена и трения.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2913
    Prefix
    При обтекании таких поверхностей потоком сплошной среды возникают крупномасштабные динамические вихревые структуры, интенсифицирующих процессы теплообмена и трения. В последующие годы исследованиям облуненных поверхностей были посвящены многочисленные работы как зарубежных, так и отечественных авторов. В работе
    Exact
    [2]
    Suffix
    исследовались процессы тепло- и массопереноса около одиночных лунок различных форм, а также производилась визуализация течения. Структура течения при обтекании одиночного полусферического углубления, влияние турбулентности набегающего потока рассматривалась в [3, 4].
    (check this in PDF content)

  3. Start
    3187
    Prefix
    В работе [2] исследовались процессы тепло- и массопереноса около одиночных лунок различных форм, а также производилась визуализация течения. Структура течения при обтекании одиночного полусферического углубления, влияние турбулентности набегающего потока рассматривалась в
    Exact
    [3, 4]
    Suffix
    . Визуализация течения показала наличие неустойчивого вихревого течения внутри углубления, причем образующийся вихрь попеременно занимал два положения неустойчивого равновесия. С точки зрения результатов и методики измерения интересны работы по исследованию теплогидравлических характеристик поверхностей со сферическими лунками [5, 6].
    (check this in PDF content)

  4. Start
    3535
    Prefix
    Визуализация течения показала наличие неустойчивого вихревого течения внутри углубления, причем образующийся вихрь попеременно занимал два положения неустойчивого равновесия. С точки зрения результатов и методики измерения интересны работы по исследованию теплогидравлических характеристик поверхностей со сферическими лунками
    Exact
    [5, 6]
    Suffix
    . Измерение коэффициента теплоотдачи осуществляется при помощи тепловизионного оборудования, при этом коэффициент сопротивления определялся по падению давления по длине канала. Визуализация картины течения осуществлялась с помощью подачи дыма в канал.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    3830
    Prefix
    Измерение коэффициента теплоотдачи осуществляется при помощи тепловизионного оборудования, при этом коэффициент сопротивления определялся по падению давления по длине канала. Визуализация картины течения осуществлялась с помощью подачи дыма в канал. Данные работы
    Exact
    [7]
    Suffix
    показывают, что минимум локальной интенсификации теплообмена расположен в первой половине лунки. Далее прирост теплоотдачи значительно увеличивается и достигает максимума на задней кромке.
    (check this in PDF content)

  6. Start
    4334
    Prefix
    За лункой наблюдаются области повышенной интенсификации теплообмена, связанные с вторичными вихревыми течениями, особенно активно образующимися при шахматном расположении лунок. Стоит отметить результаты по интенсификации теплообмена в каналах. Данные экспериментальных
    Exact
    [8, 9, 10]
    Suffix
    и численных [11] работ свидетельствуют о неоднозначном характере влияния различных параметров поверхностей, включая форму, взаимное расположение [12] и пр. Однако, при наличии большого количества исследований, нет однозначной теории, описывающей влияние вихреобразующего рельефа на процессы интенсификации переноса теплоты и импульса.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    4358
    Prefix
    За лункой наблюдаются области повышенной интенсификации теплообмена, связанные с вторичными вихревыми течениями, особенно активно образующимися при шахматном расположении лунок. Стоит отметить результаты по интенсификации теплообмена в каналах. Данные экспериментальных [8, 9, 10] и численных
    Exact
    [11]
    Suffix
    работ свидетельствуют о неоднозначном характере влияния различных параметров поверхностей, включая форму, взаимное расположение [12] и пр. Однако, при наличии большого количества исследований, нет однозначной теории, описывающей влияние вихреобразующего рельефа на процессы интенсификации переноса теплоты и импульса.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    4498
    Prefix
    Стоит отметить результаты по интенсификации теплообмена в каналах. Данные экспериментальных [8, 9, 10] и численных [11] работ свидетельствуют о неоднозначном характере влияния различных параметров поверхностей, включая форму, взаимное расположение
    Exact
    [12]
    Suffix
    и пр. Однако, при наличии большого количества исследований, нет однозначной теории, описывающей влияние вихреобразующего рельефа на процессы интенсификации переноса теплоты и импульса. Результаты многочисленных экспериментальных и численных работ зачастую противоречивы, а полученные с помощью современных средств измерения и диагностики данные свидетельствуют о том
    (check this in PDF content)

  9. Start
    6609
    Prefix
    При этом в одном эксперименте коэффициенты сопротивления и теплоотдачи определяются как для гладкой, так и для облуненной поверхности. Экспериментальные исследования проводились на малой дозвуковой аэродинамической установке НИИ Механики МГУ им. М.В. Ломоносова (рис. 1, а), работающей по принципу нагнетания
    Exact
    [13]
    Suffix
    . Поток газа, проходя через высоконапорный центробежный вентилятор (1) и мягкий соединительный рукав (2) поступает в форкамеру (3), где происходит гашение турбулентных пульсаций и выравнивание потока.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    7937
    Prefix
    Рабочий канал установки для определения теплогидравлических характеристик различных поверхностей имеет длину 1080 мм; его верхняя и нижняя стенки выполнены секционными – они состоят из 4-х секций различной длины. Это позволяет варьировать длины динамического и теплового пограничных слоев путем установки рабочей модели в нескольких положениях по длине канала с шагом 135 мм
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Установленная вместо одной из секций рабочая модель (рис. 1, б) состоит из двух плавающих элементов (10), подвешенных на однокомпонентных тензометрических весах (11). В передних и задних зазорах плавающих элементов установлены отборники давлений (12) для определения усилия, вызванного перепадом давлений по длине моделей (из-за падения статического давления в канале).
    (check this in PDF content)

  11. Start
    9947
    Prefix
    С помощью тепловизионной техники (имеющей высокое пространственное и временное разрешение) регистрируется начальное тепловое состояние поверхностей моделей и, далее с фиксированным временным шагом происходит регистрация теплового поля на поверхности пластины. Далее решается уравнение трехмерной нестационарной теплопроводности
    Exact
    [13]
    Suffix
    , и определяется (с учетом температуры ядра потока) осредненное по времени (постоянное) поле коэффициентов теплоотдачи для гладкой и облуненной поверхностей. Особенность такой постановки эксперимента заключается в том, что измерительное оборудование не вносит возмущений в поток и не нарушает целостности материала исследуемых пластин.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    10974
    Prefix
    Перепад между начальной температурой поверхности модели и температурой ядра потока варьируется в экспериментах от 60 до 65 °С, а глубина охлаждения поверхностей (отношение перепада температур между стенкой и потоком в конечный и начальный моменты эксперимента) достигала 0.3
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Таким образом, для нахождения коэффициентов сопротивления и теплоотдачи, при проведении экспериментов определялись следующие характеристики потока: полное давление в форкамере, полное и статическое давления в ядре потока до и после моделей, давления в переднем и заднем зазорах моделей; температура ядра потока до и после моделей, температура подложки моделей; усилия, дей
    (check this in PDF content)

  13. Start
    11886
    Prefix
    Для уменьшения влияния случайных погрешностей все каналы данных в ходе проведения эксперимента опрашивались с частотой в 1кГц с последующей математической обработкой. Погрешности определения поля коэффициентов теплоотдачи, а также коэффициента сопротивления в экспериментах не превышала 5%
    Exact
    [13, 15]
    Suffix
    . Проведение тестовых экспериментов Перед проведением экспериментальных исследований теплогидравлических характеристик различного вихреобразующего рельефа, были проведены исследования по определению коэффициентов сопротивления и теплоотдачи гладких поверхностей при различных числах Рейнольдса и длинах начального теплоизолированного участка [14].
    (check this in PDF content)

  14. Start
    12243
    Prefix
    Проведение тестовых экспериментов Перед проведением экспериментальных исследований теплогидравлических характеристик различного вихреобразующего рельефа, были проведены исследования по определению коэффициентов сопротивления и теплоотдачи гладких поверхностей при различных числах Рейнольдса и длинах начального теплоизолированного участка
    Exact
    [14]
    Suffix
    . Получено, что значения коэффициентов трения для всех рассматриваемых чисел Рейнольдса в пределах 5% доверительного интервала согласуются с известными зависимостями, в частности со степенным законом турбулентного пограничного слоя.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    12611
    Prefix
    Получено, что значения коэффициентов трения для всех рассматриваемых чисел Рейнольдса в пределах 5% доверительного интервала согласуются с известными зависимостями, в частности со степенным законом турбулентного пограничного слоя. При этом для безградиентного обтекания плоской пластины имеем зависимость cf теор / 2 = 0.0288 / Re0.2 (рис. 2)
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Что касается тепловых характеристик, то было рассмотрено влияние числа Рейнольдса, определенного по длине нагреваемой стенки, а также влияние начального теплоизолированного участка.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    13118
    Prefix
    Значения коэффициентов теплоотдачи для всех рассматриваемых чисел Рейнольдса в пределах 5% доверительного интервала согласуются с известными зависимостями, в частности со степенным законом турбулентного теплового пограничного слоя, для которого St = 0.0288 / (Re 0.2 Pr 0.6 ) (рис. 3)
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Рис. 2. Сравнение экспериментальных значений коэффициента трения cf / 2(1) с теоретической зависимостью cfтеор / 2= 0.0288/Re0.2 (2), кривые 3 – доверительный интервал сfтеор 5% Рис. 3. Сравнение экспериментальных значений коэффициента теплоотдачи St (1) с теоретической зависимостью Stтеор = 0.0288 / (Re0.2Pr0.6) (2) кривые 3 - доверительный интервал Stтеор5% Рассматриваемая геометрия
    (check this in PDF content)

  17. Start
    14174
    Prefix
    Все модели получены путем фрезерования сферического углубления (глубиной 1 мм) на изначально гладкой модели из органического стекла (толщиной 6 мм). Продольный шаг в работе варьировались от 10 мм до 22 мм, поперечный – от 8 мм до 16 мм (табл. 1). Выбор материала определяется требованиями, определенными в работе
    Exact
    [12]
    Suffix
    . При сравнении экспериментальных результатов, полученных для разных пластин, в качестве основного параметра была принята густота нанесения интенсификаторов, определенная как отношение проекции площади лунки (площадь пятна) к площади одного сектора компоновки (произведения продольного и поперечного шагов лунок) 2 Sуд пятна x y4Dt t .
    (check this in PDF content)

  18. Start
    24241
    Prefix
    Отсюда можно заключить, что при увеличении густоты нанесения интенсификаторов, исследуемая модель по своим теплогидравлическим свойствам будет приближаться к моделям с дискретной (например, песчаной) шероховатостью
    Exact
    [16]
    Suffix
    . Рис. 9. Зависимость коэффициентов теплоотдачи St от числа Рейнольдса для гладкой пластины (0) и для моделей 8-12 Для модели с наибольшей густотой нанесения лунок (No 8) интенсификация сопротивления увеличивается от 1.95 при Re =0.2∙106 до 2.36 при Re =6.2∙106.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    27104
    Prefix
    потока – сверху вниз, Re = 1.9·106 Теплогидравлическая эффективность Теплогидравлическую эффективность рассматриваемой поверхности можно характеризовать отношением прироста теплообмена к приросту сопротивления. При этом в качестве исходных значений используют коэффициенты трения и теплообмена для гладкой пластины. При этом большинство исследователей (см., например,
    Exact
    [17]
    Suffix
    ) используют один из следующих критериев: - отношение 00St Stffсс, или фактор аналогии Рейнольдса (FAR); (1) - отношение  12 St St00ffcc; (2) - отношение  13 St St00ffcc. (3) Условия проведения экспериментальных исследований с достаточной степенью точности соотносятся с безградиентным обтеканием пластины (экспериментальные точки, по
    (check this in PDF content)