Моделирование газового потока в двухконтурной вихревой трубе Ранка-Хилша
Автор: Носков Александр Семенович, Ловцов Александр Викторович, Хаит Анатолий Вильич
Журнал: Вычислительная механика сплошных сред @journal-icmm
Статья в выпуске: 3 т.5, 2012 года.
Бесплатный доступ
В статье приводится описание математической модели течения газа в вихревой трубе Ранка-Хилша и результаты ее реализации в пакете вычислительной гидродинамики OpenFOAM. Представлены данные расчетов вихревого газового потока, выполненных с использованием шести типов одно- и двухпараметрических полуэмпирических моделей турбулентности. Показано, что модельные характеристики вихревой трубы не соотносятся с экспериментальными данными ни количественно, ни качественно. Сделан вывод о необходимости модификации использованной модели турбулентности.
Эффект ранка-хилша, вихревая труба, математическое моделирование, модель турбулентности
Короткий адрес: https://sciup.org/14320625
IDR: 14320625 | DOI: 10.7242/1999-6691/2012.5.3.37
Список литературы Моделирование газового потока в двухконтурной вихревой трубе Ранка-Хилша
- Ranque G.J. Experiments on expansion in a vortex with simultaneous exhaust of hot air and cold air//J. Phys. Radium (Paris). -1933. -N. 4. -P. 112-114.
- Пиралишвили Ш.А., Поляев В.М., Сергеев М.Н. Вихревой эффект. Эксперимент, теория, технические решения. -УНПЦ «Энергомаш», 2000. -415 с.
- Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин А.В., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. -М.: Машиностроение, 1985. -256 с.
- Кузнецов В.И. Теория и расчет эффекта Ранка. -Омск: Изд.-во ОмГТУ, 1995. -217 с.
- Аликина О.Н. Гидродинамика и теплообмен в вихревой трубке Ранка-Хилша: Вычислительный эксперимент/Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.02.05. -Пермь, ПГТУ, 2003. -122 с.
- Хаит А.В., Носков А.С., Бутымова А.П., Плешков С.Ю., Ловцов А.В. Энергоэффективность и экономическая целесообразность применения систем искусственного климата на базе вихревой трубы//ИСЖ. -2011. -№ 1. -С. 17-23.
- Носков А.С., Якшина Н.В., Хаит А.В., Ловцов А.В. Использование холодильно-нагревательных систем на базе вихревых труб для организации заданного микроклимата в производственных и складских помещениях. Система управления экологической безопасностью//Сб. трудов Четвертой заочной межд. научно-практической конференции, г. Екатеринбург, 27-28 мая 2010 г. -Т. 2. -С. 81-87.
- Пархимович А.Ю. Имитационное моделирование температурной стратификации закрученных потоков в вихревых хладогенераторах/Дис. канд. техн. наук: 05.04.13. -Уфа, УГАТУ, 2008. -124 с.
- Соловьев А.А. Численное и физическое моделирование процессов энерго и фазоразделения в вихревых трубах/Дис. канд. техн. наук: 05.04.13. -Уфа, УГАТУ, 2008. -155 с.
- Фузеева А.А. Численное моделирование температурной стратификации в вихревых трубах//Матем. моделирование. -2006. -Т. 18, № 9. -С. 113-120.
- Dutta T., Sinhamahapatra K.P., Bandyopdhyay S.S. Comparison of different turbulence models in predicting the temperature separation in a Ranque-Hilsch vortex tube//Int. J. Refrig. -2010. -V. 33, N. 4. -P. 783-792. DOI
- Behera Upendra, Paul P.J., Kasthurirengan S., Karunanithi R., Ram S.N., Dinesh K., Jacob S. CFD analysis and experimental investigations towards optimizing the parameters of Ranque-Hilsch vortex tube//Int. J. Heat Mass Tran. -2005. -V. 48, N. 10. -P. 1961-1973. DOI
- Dincer K., Avci A., Baskaya S., Berber A. Experimental investigation and energy analysis of the performance of a counter flow Ranque-Hilsch vortex tube with regard to nozzle cross-section areas//Int. J. Refrig. -2010. -V. 33, N. 5. -P. 954-962. DOI
- Selek M., Tasdemir S., Dincer K., Baskaya S. Experimental examination of the cooling performance of Ranque-Hilsch vortex tube on the cutting tool nose point of the turret lathe through infrared thermography method//Int. J. Refrig. -2011. -V. 34, N. 3. -P. 807-815. DOI
- Wilcox David C. Turbulence Modeling for CFD. -DCW Industries, Inc., 1994. -460 p.
- Farouk Tanvir, Farouk Bakhtier. Large eddy simulations of the flow field and temperature separation in the Ranque-Hilsch vortex tube//Int. J. Heat Mass Tran. -2007. -V. 50, N. 23-24. -P. 4724-4735. DOI
- Menter Florian R. Review of the shear-stress transport turbulence model experience from an industrial perspective.//Int. J. Comput. Fluid D. -V. 23, N. 4. -P. 305-316. DOI
- Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. -М.: Дрофа, 2003. -840 с.
- Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. -М.: Атомиздат, 1979. -416 с.
- Арбузов В.А., Дубнищев Ю.Н., Лебедев А.В., Правдина М.Х., Яворский Н.И. Наблюдение крупномасштабных гидродинамических структур в вихревой трубке и эффект Ранка//ПЖТФ. -1997. -Т. 23, № 23. -С. 84-90.
- Пиралишвили Ш.А., Михайлов В.Г. Экспериментальное исследование вихревой трубы с дополнительным потоком. Некоторые вопросы исследования теплообмена и тепловых машин//Тр. КуАИ. -Куйбышев, 1973. -Вып. 56. -С. 64-74.
- Piralishvili Sh.A., Polyaev V.M. Flow and thermodynamic characteristics of energy separation in a double-circuit vortex tube -An experimental investigation//Exp. Therm. Fluid Sci. -1996. -V. 12, N. 4. -P. 399-410 DOI
Статья научная
