А.В.Шалденко, А.А.Гуржий Анализ процессов теплопереноса в прямолинейном канале со вставками при малых числах Рейнольдса

Прикладная гидромеханика, Том 17 (89) № 3, (2015) с.55-66

Рассматривается двухмерная конвективно-диффузионная задача теплопередачи от жидкости внутри прямолинейного канала при малых числах Рейнольдса с системой периодических, симметричных вставок различной геометрии во внешнее твердое пространство с постоянной теплопроводностью. Предполагается, что жидкость является вязкой, однородной, несжимаемой с неизменными физическими параметрами. Гидродинамическая задача решается численно в терминах “функция тока–завихренность” с использованием простого явного метода при решении уравнений переноса завихренности, конвективно-диффузионной теплопроводности и метода последовательной верхней релаксации при решении уравнения Пуассона для функции тока. Показано, что введение системы вставок в прямолинейном канале одновременно повышает градиент давления, необходимого для формирования течения с заданными параметрами, и величину теплового потока через ограничивающие канал поверхности. Установлено, что в области чисел Рейнольдса R<(150 ... 200) система вставок является неэффективной с энергетической точки зрения. В то же время, вставки высотой 0.2D (где D – ширина канала), расположенные на расстоянии D друг от друга, являются наиболее эффективным случаем для увеличения теплового потока через ограничивающие канал поверхности в диапазоне Re=(500 ... 650).

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: процессы теплопередачи, двумерный канал, вязкая жидкость

ЯЗЫК ТЕКСТА: русский