Численное исследование теплоотдачи в каналах с неглубокими подковообразными лунками
Автор: Цынаева А.А., Разоренов С.Е., Белая В.В.
Журнал: Труды Института системного программирования РАН @trudy-isp-ran
Статья в выпуске: 5 т.29, 2017 года.
Бесплатный доступ
Работа посвящена численному исследованию теплоотдачи в прямоугольных каналах с односторонним нанесением неглубоких лунок. Математическое моделирование выполнено на базе уравнения Навье-Стокса, уравнения неразрывности, уравнения энергии. Для замыкания системы уравнений использована k-w-sst модель турбулентности. Численное решение получено с помощью программного пакета Code Saturne, распространяемого на основе свободной лицензии. Для построения сетки использовался программный пакет Salome. В работе рассмотрены вопросы верификации получаемого численного решения. На базе выполненного численного исследования проведена оценка теплогидравлической эффективности неглубоких лунок различной конфигурации для прямоугольных каналов с односторонним нанесением неглубоких лунок.
Свободное программное обеспечение, численное моделирование, аэродинамика, теплообмен, лунки
Короткий адрес: https://sciup.org/14916478
IDR: 14916478 | DOI: 10.15514/ISPRAS-2017-29(5)-16
Numerical modeling of heat transfer of channel with shallow curly dimples
Numerical investigation is focused to heat transfer of rectangular channel with dimples. Developed model was tested for adequacy by simulating of experiment, conducted by Kazan National Research Technical University named after A. N. Tupolev - KAI. Numerical model was verified too for adequacy by reproducing of experiment by A. Tsynaeva, S. Razorenov. The test has been held with Reynolds number Re=3000...30000. The results was found in enough agreement. The heat transfer in rectangular channel with shallow curly dimples was modeled with source Code_Sarurne. Numerical modeling are based by RANS approach with k-w SST model. The study was conducted to air (ν=13.28 10-6 m2/s, J/(kg.K) ). The 3D computation domain was meshed with source Salome by version 7.6.0. The SIMPLEC algorithm are used for U-p calculation. Generation time of mesh and calculation was estimated. The study of heat transfer was demonstrated by efficiency of curly dimples. Developed model shows heat transfer advantage up to 15.6 % of curly dimples over cylindrical ones of the same depth ( h/D =0.11, h= 2 mm) and contact patch area (S = 252.02 mm2).
Список литературы Численное исследование теплоотдачи в каналах с неглубокими подковообразными лунками
- A. Leont'ev, N. Pilyugin, Yu. Polezhaev, V. Poljaev. Nauchnye osnovy tekhnologiy XXI veka . Moscow, Energomash, 2000. 136 s.
- Page of software Code Saturne -http://code-saturne.org/cms/
- Page of software Open Foam -http://www.openfoam.com/
- Y. Gortyshov, I. Popov, V. Olimpiev, A. Schelchkov, S. Kas'kov. Teplogidravlicheskaya ehffektivnost' perspektivnyh sposobov intensifikacii teplootdachi v kanalah teploobmennogo oborudovaniya. Intensifikaciya teploobmena: monografiya. . Kazan. , Centr innovacionnyh tekhnologij , 2009.
- S. Isaev, A. Leontiev, N. Kornev, E. Hassel, Y. Chudnovskii. Heat transfer intensification for laminar and turbulent flows in a narrow channel with one-row oval dimples in High Temperature, vol 53, Issue 3, 2015. pp. 375-386 DOI: 10.7868/S0040364415030060
- A. Tsynaeva, M. Nikitin. Chislennoe modelirovanie techenija v kanale s neglubokimi lunkami s ispol'zovaniem Code Saturne Trudy ISP RAN , Volume 28 (Issue 1), 2016, pp. 185-196 DOI: 10.15514/ISPRAS-2016-28(1)-10
- A. Linkov, A. Schukin, V. Tokmovtsev, I. Habibullin, V. Ilenkova Osobennosti obtekaniya dvuhpolostnyh vyemok. . Vestnik KGTU im. A.N. Tupoleva. , Issue 2, 2014, pp. 53-57.
- Page of software Salome -http://www.salome-platform.org/
- Page of software On-Shape -https://www.onshape.com/
- E. Menyalkina, K. Kulyasova, M. Nikitin. Issledovanie raboty vozdushno-teplovoj zavesy s pomoshchyu chislennogo modelirovaniya. V sbornike: Tradicii i innovacii v stroitelstve i arhitekture stroitelnye tekhnologii sbornik statej, Samarskij gosudarstvennyj arhitekturno-stroitelnyj universitet pod red. M. I. Balzannikova, K. S. Galickova, A. K. Strelkova. . Samara, 2016. pp. 336-340.
- M. Nikitin. Modeling of natural convection. Proceedings 7911583: 2nd International Conference on Industrial Engineering, Applications and Manufacturing, ICIEAM 2016. Date of Conference: 19-20 May 2016. Date Added to IEEE Xplore: 27 April 2017 DOI: 10.1109/ICIEAM.2016.7911583
- K. Podlipnova, M. Nikitin. Chislennoe issledovanie teploobmena s orebrennoj poverhnostyu . Trudy Akademehnergo. , Issue 4, 2016, pp. 42-49. https://elibrary.ru/item.asp?id=29217306
- A. Tsynaeva, M. Nikitin. The technology of heat transfer enhancement in channels by means of flow pulsations. Proceding: MATEC Web of Conferences 5. Series "5th International Scientific Conference "Integration, Partnership and Innovation in Construction Science and Education", IPICSE 2016" 2016. P. 04018 DOI: 10.1051/matecconf/20168604018
- N. Kovalnogov. Prikladnaya mekhanika zhidkosti i gaza . Ul'yanovsk : UlGTU , 2010..
- F. Menter. Two-Equation Eddy-Viscosity Turbulence Models for Engineering Applications. AIAA Journal, 1994, vol. 32, issue 8, pp. 1598-1605.
- S. Isaev, P. Baranov, N. Kudryavtsev, D. Lysenko, A. Usachov. complex analysis of turbulence models, algorithms, and grid structures at the computation of recirculating flow in a cavity by means of vp2/3 and fluent packages. part 2. Estimation of models adequacy. Thermophysics and Aeromechanics, 2006. vol. 13, issue 1, pp. 55-65 DOI: 10.1134/S1531869906010060
- V. Isachenko, V. Osipova, A. Sukomel. Teploperedacha. . Moscow, 1981. 440 pp.
- A. Tsynaeva, S. Razorenov Issledovanie poter' davleniya v kanale s ganteleobraznymi lunkami . Sbornik. Tradicii i innovacii v stroitel'stve i arhitekture. Stroitel'nye tekhnologii sbornik statej , 2016. pp. 345-349. https://elibrary.ru/item.asp?id=25929084
- A. Tsynaeva, S. Razorenov Issledovanie techeniya v kanale s podkovoobraznymi lunkami. Materialy X SHkoly-Seminara molodyh uchenyh i specialistov akademika RAN V.E. Alemasova. sekc.4 No.005. . -http://x-school.knc.ru/files/prog2.pdf
- I. Gabdrakhmanov, A. Shchelchkov, I. Popov, S. Isaev. Primenenie plastinchatyh teploobmennyh apparatov s poverhnostnymi intensifikatorami teplootdachi v sistemah «egr» dlya uluchsheniya ehkologicheskih harakteristik DVS . Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta , 2015, Vol. 18. Issue 5. pp. 205-208.
