Введение к работе
Актуальность проблемы. Интенсивное развитие народного хозяйства, совершенствование технологий и конструкций технологических аппаратов расширяют круг задач на стадии проектирования. Режимы движения рабочих сред в проточных элементах теплоэнергетических установок, как правило, характеризуется неизотермичностью, динамической и тепловой нестационарностью, продольным градиентом давления. Неучет указанных возмущающих факторов в ряде случаев приводит к существенным ошибкам при конструировании, выборе режимов функционирования и разработке систем контроля и автоматического регулирования Поэтому изучение нестационарного теплообмена и гидродинамики при турбулентных режимах течения газообразных сред в условиях совместного воздействия на поток неизотермичности, динамической и тепловой нестационарности, продольного градиента давления в зоне формирования пограничных слоев при больших температурных напорах и разработка методик их расчета представляют актуальную прикладную задачу.
Цель работы. 1. Провести математическое моделирование нестационарного турбулентного течения с теплообменом в конфузоре с предвключениым начальным участком цилиндрической трубы при резком возрастании- 1) температурного напора, 2) расхода при постоянстве температуры теплоносителя
2. Провести численный анализ влияния неизотермичности, динамической и тепловой нестационарности, продольного градиента давления на характеристики турбулентного пограничного слоя
3 Проверить на адекватность разработанный метод расчета.
Научная новизна. Выполнено исследование нестационарного неизотермического турбулентного течения газа с теплообменом в осесимметричном канале, состоящем из конфузора и предвключенного участка трубы В результате проведенного аналитического исследования получена новая информация о влиянии нестационарности, неизотермичности и отрицательного продольного градиента давления на характеристики трения и теплообмена. Проведенные обобщения известных и полученных автором данных позволили разработать инженерный метод расчета течения и теплообмена в указанных условиях
На защиту выносятся методика расчета, результаты численного исследования нестационарного неизотермического течения и теплообмена на начальном участке осесимметричного конфузора с предвключениым цилиндрическим участком трубы в условиях. 1) резкого возрастания температурных напоров, и 2) резком изменении расхода.
Практическая ценность. Разработанная методика расчета внутренней структуры течений при совместном воздействии рассматриваемых дестабилизирующих факторов и больших температурных напорах, а также при изменении расхода теплоносителя могут быть использованы при конструировании и выборе оптимальных режимов работы сложных технологических систем и энергетических установок
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались на студенческо - аспирантских конференциях КГЭУ 2004 - 2007г, на научных сессиях КГТУ 2005 — 2007 г, на одиннадцатой международной научно — технической конференции студентов и аспирантов в г Москве, 2005 г., на международной молодежной научной конференции "ХП Туполевские чтения" в г. Казани, 2004 г, на VIII Всероссийской научно-практической конференции
"Современные технологии в машиностроении" в г Пензе, 2004 г, на международной
научно-технической конференции "Актуальные вопросы промышленности и
прикладных наук" в г Ульяновске, 2004 г, на Ш международной научно-технической
конференции "Материалы и технологии XXI века" в г Пензе, 2005 г, на 18
Всероссийской межвузовской научно-технической конференции
"Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" в г Казани 2006 г., 8-я всероссийская конференция студентов, аспирантов и специалистов г Магнитогорск 2007 г., Шестая международная теплофизическая школа «Теплофизика в энергосбережении и управлении качеством», г Тамбов 2007 г.
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 23 статьи и тезисов докладов на конференциях.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, выводов, списка использованной литературы, приложения Полный объем диссертации 130 страниц, которые содержат 96 страниц основного текста, 66 рисунков и 5 таблиц Список литературы включает 196 источников, приложение на 1 странице
Похожие диссертации на Течение и теплообмен в осесимметричных каналах в пусковых режимах энергетических установок
