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

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".