А.А.Гуржий, А.В.Шалденко Численное моделирование процессов теплопередачи в микроканалах сложной геометрии при ламинарном течении вязкой жидкости

Прикладная гидромеханика, Том 18 (90) № 2, (2016) с.22-35

Рассмотрена задача теплопередачи из внешнего нагретого тела в однородный, вязкий, жидкий теплоноситель, двигающийся внутри прямолинейного и зигзагообразного микроканалов в приближении малых чисел Рейнольдса Re. Задача решена численно в терминах "функция тока-завихренность" с использованием простого явного метода для решения уравнения переноса завихренности и уравнения теплопередачи с разностями против потока и уравнения Пуассона для функции тока с использованием метода последовательной верхней релаксации. Численное моделирование показало, что зигзагообразный микроканал при стационарном режиме в области значений чисел Рейнольдса Re<30...40 имеет большие усредненные уровни тепловых потоков за счет образования циркуляционных зон в угловых областях течения, образования локализованных вихревых структур и смещения потока при изменении направления течения. Показано, что для всего диапазона значений осевых скоростей теплоносителя разность давлений, которую необходимо прикладывать к зигзагообразному микроканалу, больше, чем соответствующие значения для прямолинейного микроканала. Установлено, что в области значений чисел Рейнольдса Re<30...40 изменение геометрии микроканала не приводит к увеличению усредненных уровней тепловых потоков из внешней среды в жидкий теплоноситель.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: теплопередача, усредненный уровень тепловых потоков, вязкая жидкость, численное решение, микроканал

ЯЗЫК ТЕКСТА: русский