Проведение научных исследований молодыми учеными. Экспериментальное исследование процессов турбулентного переноса в отрывных и двухфазных течениях.

Проведено тестирование системы Particle Image Velocimetry (PIV) на автомодельном участке однофазной затопленной струи. Показания прибора сравнивались с экспериментальными данными термоанемометра, полученными на той же установке и экспериментальными зависимостями, опубликованными в литературных источниках. Проведённое сравнение показало удовлетворительное соответствие по средним скоростям и пульсациям, а также корреляциям второго порядка использовании как 2D так и 3D методики. В процессе тестирования выявлены и устранены дефекты измерительной аппаратуры и программного обеспечения. Улучшен состав водо-глицериновой смеси, используемой для получения трассеров, с целью получения более качественных изображений.
Откалибрована многоканальная измерительная система Termolab. Калибровка термопарных датчиков, присоединённых к системе, осуществлялась с помощью универсального вольтметра Ф30. Протестирована тепловая модель, с нагревом поверхности модели q=const. Для верификации полученных с тепловизора Nec полей температур в поверхность модели под нагреватель заделаны термопары, которые подсоединяются к комплексу Termolab. В процессе выявлены дефекты нагревательного элемента модели, которые будут учтены при вычислении коэффициентов теплоотдачи. Выявлено, что распределение теплоотдачи вдоль модели соответствует распределению коэффициентов теплоотдачи вдоль пластины с динамическим степенным профилем. Исследовано влияние препятствий на интенсификацию теплообмена под углом к потоку 45o, для пяти различных конфигураций от 1 до 5 преград. Измерены температурные поля и найдены поля коэффициентов теплоотдачи для пяти конфигураций.

«ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ ПОДАВЛЕНИЯ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ТЕПЛООБМЕНА И РАЗРАБОТКА НА ИХ ОСНОВЕ НОВЫХ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ ТЕХНОЛОГИЙ И АППАРАТОВ»

Объектом исследований по данному контракту явились механизмы обменных процессов в элементах энергооборудования и разработка на их основе новых энергосберегающих технологий и устройств.
Целью работы является проведение фундаментальных исследований процессов интенсификации и подавления тепло- и массопереноса в турбулентных отрывных и газокапельных потоках.
В работе использовался экспериментальный подход с использованием современной экспериментальной базы.
Проведено тестирование системы Particle Image Velocimetry (PIV) на автомодельном участке однофазной затопленной струи. Показания прибора сравнивались с экспериментальными данными термоанемометра, полученными на той же установке и экспериментальными зависимостями, опубликованными в литературных источниках. Проведённое сравнение показало удовлетворительное соответствие по средним скоростям и пульсациям. В процессе тестирования выявлены и устранены дефекты измерительной аппаратуры и программного обеспечения. Улучшен состав водо-глицериновой смеси, используемой для получения трассеров, с целью получения более качественных изображений. Получены распределения средних скоростей и пульсаций скорости в свободной газокапельной струе. Показано, что наличие крупных капель в потоке снижает интенсивность пульсаций газовой фазы.
Получена новая база опытных данных по интенсификации теплообмена за ребрами при вариации угла их наклона к основному потоку. В исследуемом диапазоне единичного числа Re=4.16·106 в прямоугольном канале 200×200 мм2 для всех исследуемых конфигураций, получены локальные распределения интенсивности теплообмена на поверхности нагреваемой модели. Выявлено влияние угла ориентации преграды в диапазоне от 45 до 90. Найден эффективный угол ориентации для теплоотдачи, который составляет 60, где увеличение теплоотдачи на ~8% больше по сравнению с другими конфигурациями. Уменьшение количества препятствий на модели приводит к линейному уменьшению теплоотдачи. Изменения числа ребер на модели не изменяет теплоотдачу в оставшихся межреберных ячейках. Увеличение высоты преграды приводит к тому, что характерные остроугловые динамические структуры смещаются вниз по потоку, что приводит к повышению интенсивности теплообмена порядка 6÷7% на 3÷4 мм высоты ребра. Повышенная степень турбулентности потока (~13%) приводит к повышению суммарной теплоотдачи на 15%. Основное повышение теплоотдачи проявляется в первой ячейке, что связано с вырождением турбулентности в ядре потока.