ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА НА ВТРАТУ СТІЙКОСТІ ТЕЧІЇ НА ПОЧАТКОВІЙ ДІЛЯНЦІ ТРУБИ

Gennadii O. Voropaiev; Oleksandra O. Baskova

doi:10.20535/kpi-sn.2019.3.175745

Т. · № 3 · 2019 сер 13, 2019 статті

ВПЛИВ ТЕМПЕРАТУРНОГО ФАКТОРА НА ВТРАТУ СТІЙКОСТІ ТЕЧІЇ НА ПОЧАТКОВІЙ ДІЛЯНЦІ ТРУБИ

Gennadii O. Voropaiev Відповідальний Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Oleksandra O. Baskova Institute of Hydromechanics National Academy of Sciences of Ukraine; Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, Ukraine Україна

Опублікованосер 13, 2019

PDF

НВКПІ 3 ТОМ · 3

ТОМ · № 3 · 2019 Переглянути випуск

Анотація

Проблематика. Підвищення енергоефективності теплообмінних апаратів можливе завдяки розвиненню поверх-ні теплообміну і зміні режиму течії з метою зменшення гідравлічних втрат. Процеси переходу з ламінарного в турбулентний режим, як і з турбулентного в ламінарний, залежать від великої кількості факторів, у тому числі від температурного, який впливає на в’язкість потоку і, відповідно, на число Прандтля. Ще однією особливістю перехідного режиму течії є різкий характер зміни в інтенсивності теплообміну навіть за невеликих змін у числі Рейнольдса, що створює певні труднощі в роботі з ним. Мета дослідження. Дослідити процеси втрати стійкості та переходу до турбулентного режиму на початковій ділянці труби з частково розвиненою поверхнею. Визначити вплив температурного фактора на взаємозв’язок гідравлічних і теплових параметрів потоку. Методика реалізації. Числовий експеримент із застосуванням методу прямого числового моделювання (DNS) засобами програмного забезпечення Ansys Fluent. Результати дослідження. Визначено порогові значення температурного напору, за яких потік у трубі даної довжини, при заданому числі Рейнольдса, втрачає стійкість. Визначено залежності тимчасових і просторових масштабів виникаючих збурень і швидкості їх зростання залежно від поєднання числа Рейнольдса і температурного напору. Показано взаємозв’язок значень напруження тертя із величинами теплового потоку. Отримано динамічні й теплові характеристики потоку в області гофрованої поверхні, на підставі яких визначено порогові значення температурного напору, за яких часткове гофрування є енергоефективним. Висновки. Зростання температурного напору приводить до більш ранньої генерації та інтенсифікації вихрового руху, що обумовлює зростання конвективного теплообміну за фіксованого числа Рейнольдса. Розміщення гофрованої вставки відносно місця зародження кінцевих збурень, разом із геометрією гофрування, істотно змінює динамічні та теплові характеристики потоку.

Ключові слова

#Течія в трубі #Стійкість потоку #Інтенсифікація теплообміну #Гофрування #Початкова ділянка труби #Температурний напір #Число Прандтля

Посилання

A.G. Laptev et al ., Efficiency of Transport Phenomena in Channels with Chaotic Packing Layer s. SPb, Russia: Kazn', 2016.
A.A. Baskova and G.A. Voropaev, “Structure of the vortex nonisothermal flow at the initial section of the pipe with transition Reynolds numbers”, Gidrodinamika i Akustika , no. 1, pp. 117–131, 2018. doi: 10.15407/jha2018.02.117
R. L. Webb et al ., “Heat transfer and friction in tubes with repeated-rib roughness”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 14, no. 4, pp. 601–617, 1971. doi: 10.1016/0017-9310(71)90009-3
D.F. Dipprey and R.W. Sabersky, “Heat and momentum transfer in smooth and rough tubes at various Prandtl numbers”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 6, no. 5, pp. 329–353, 1963. doi: 10.1016/0017-9310(63)90097-8
A.M. Guzmán et al ., “Heat transfer enhancement by flow bifurcations in asymmetric wavy wall channels”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 52, no. 15-16, pp. 3778–3789, 2009. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.02.026
A. Yılmaz, “Optimum length of tubes for heat transfer in turbulent flow at constant wall temperature”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 51, no. 13-14, pp. 3478–3485, 2008. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.10.034
P.G. Vicente et al ., “Experimental investigation on heat transfer and frictional characteristics of spirally corrugated tubes in turbulent flow at different Prandtl numbers”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 47, no. 4, pp. 671–681, 2004. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2003.08.005
S. Rainieri and G. Pagliarini, “Convective heat transfer to temperature dependent property fluids in the entry region of corrugated tubes”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 45, no. 22, pp. 4525–4536, 2002. doi: 10.1016/S0017-9310(02)00156-4
S.L. Rivkin and A.A. Aleksandrov, Thermodynamic properties of water and steam , 2nd ed. Moscow, SU: Energoatomizdat, 1984.
M. Gad-el-Hak et al ., “Transition control”, in Instability and Transition , vol. 1, M.Y. Hussaini, R.G. Voigt, eds. New York: Springer, 1990, pp. 319–354. doi: 10.1007/978-1-4612-3430-2_38

Попередня у випуску ТЕПЛОНАСОСНА СИСТЕМА ПОВІТРЯНОГО ОПАЛЕННЯ ТА ВЕНТИЛЯЦІЇ З РЕКУПЕРАТОРОМ ТЕПЛОТИ І РЕЦИРКУЛЯЦІЄЮ ВІДПРАЦЬОВАНОГО ПОВІТРЯ Наступна у випуску АЛГОРИТМ РОБОТИ ДВОКАНАЛЬНОГО НЕЧІТКОГО КОНТРОЛЕРА ДЛЯ КЕРУВАННЯ ТЕПЛОЕНЕРГЕТИЧНИМИ ОБ’ЄКТАМИ

§ 06 — Пов'язані

Схожі статті в цьому журналі

Пов'язані рецензовані дослідження, опубліковані в цьому журналі.

Усі випуски

МЕТОДИКА ПАРАМЕТРИЧНОГО СИНТЕЗУ ЗУМ-АФОКАЛЬНИХ СИСТЕМ НА ОСНОВІ НЕРУХОМИХ ВАРІОЛІНЗ

Ігор Г. Чиж

Проблематика Зум-оптичні системи, в яких використовуються механічно нерухомі електрично керовані варіолінзи, не можуть вважатися такими, що мають нерухомі оптичні…

#зум-афокальні системи #головні точки варіолінз #синтез зум-афокальних систем #стабільна афокальність зум-системи

10.20535/kpisn.2026.3.351645

МОДИФІКАЦІЯ НЕЙРОМЕРЕЖЕВОГО МЕТОДУ SPINN ДЛЯ НАБЛИЖЕНОГО РОЗВ'ЯЗАННЯ МІШАНОЇ ЗАДАЧІ ДЛЯ РІВНЯННЯ ТЕПЛОПРОВІДНОСТІ В ЕЛІПТИЧНІЙ ОБЛАСТІ

Валерій Лось, Олександр Ряхін

Проблематика. Параболічні диференціальні рівняння є математичними моделями інженерії, призначеними для дослідження широкого кола прикладних задач. Це приводить до…

#рівняння теплопровідності #мішана параболічна задача #еліптична область #фізико-інформативна нейронна мережа

10.20535/kpisn.2026.3.367316

ДВОЕТАПНИЙ ПІДХІД ДО СЕГМЕНТАЦІЇ СУПУТНИКОВИХ ЗНІМКІВ ДЛЯ ОЦІНЮВАННЯ ПЛОЩІ АСФАЛЬТОВАНОГО ПОКРИТТЯ ПАРКОВОК

Олександр Гончарук, Надія Недашківська

Проблематика. Точна оцінка площі асфальтованих парковок є важливою для містобудування та екологічного моніторингу. Однак спектральна подібність асфальту паркувальних…

#семантична сегментація #супутникові знімки #паркінг #нейронна мережа

10.20535/kpisn.2026.3.367540

Схожі статті

Павло Кость, Лариса Гліненко, МЕТОДИКА ВИБОРУ СТРУКТУРИ ПЕРЕДАВАЛЬНОГО ТРАКТУ ДЛЯ ТЕРМОЯДЕРНИХ УСТАНОВОК , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Вадим Романюк, ФОРМАЛІЗАЦІЯ РОЗРІДЖЕНОГО ANP З БІНАРНИМИ ПОРІВНЯННЯМИ НА ОСНОВІ ДАНИХ У КОЛІ ОДНОРІДНИХ КОМПОНЕНТІВ ДЛЯ ПРІОРИТИЗАЦІЇ РОЗПОДІЛУ РЕСУРСІВ , Наукові вісті КПІ: Том 144 № 3 (2026)
Roman M. Galagan, Andrii S. Momot, АНАЛІЗ ЗАСТОСУВАННЯ НЕЙРОННИХ МЕРЕЖ ДЛЯ ПІДВИЩЕННЯ ДОСТОВІРНОСТІ АКТИВНОГО ТЕПЛОВОГО НЕРУЙНІВНОГО КОНТРОЛЮ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Sergii F. Petrenko, Anatolii V. Omelian, Olha O. Horbatiuk, Viktor S. Antonyuk, ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЗОНАНСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНОГО ДВИГУНА ЗАЛЕЖНО ВІД РЕСУРСНОГО СТАНУ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Vadim V. Romanuke, НАБІР ДАНИХ НЕСКІНЧЕННОГО МАСШТАБУВАННЯ ІЗ ЗОБРАЖЕНЬ У ГРАДАЦІЯХ СІРОГО З ОДНИМ БАГА¬ТО-КУТНИКОМ ЯК ШВИДКА ТЕСТОВА ПЛАТФОРМА ДЛЯ СЕМАНТИЧНОЇ СЕГМЕНТАЦІЇ ЗОБРАЖЕНЬ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Ivan A. Dychka, Yevgeniya S. Sulema, ОПЕРАЦІЇ ВПОРЯДКУВАННЯ В АЛГЕБРИЧНІЙ СИСТЕМІ АГРЕГАТІВ ДЛЯ ОБРОБЛЕННЯ ДАНИХ МУЛЬТИОБРАЗУ , Наукові вісті КПІ: № 1 (2019)
Євген Панкратов, Григорій Тимчик, МІКРОСЕРВІСНА АРХІТЕКТУРА ТА АЛГОРИТМИ МОДУЛЬНОЇ СИСТЕМИ АВТОМАТИЗАЦІЇ ТЕХНОЛОГІЧНИХ ПРОЦЕСІВ МАЛОГО БІЗНЕСУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Костянтин Бровко, Павло Буданов, Олег Великогорський, Юлія Олійник, Наталія Винокурова, Сергій Войтенко, ІМІТАЦІЙНА МОДЕЛЬ ЦИФРОВОГО ДВІЙНИКА ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ ЕНЕРГОБЛОКУ АЕС , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Дмитро Петренко, Анатолій Протасов, АЛГОРИТМ БЕЗКАРТОГРАФІЧНОЇ НАВІГАЦІЇ РОБОТА HUSKY НА ОСНОВІ МОДЕЛЕЙ ГЛИБОКОГО НАВЧАННЯ З ПІДКРІПЛЕННЯМ ТА АДАПТИВНОГО НАВЧАЛЬНОГО ПЛАНУ , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)
Віталій Голубінка, АВТОНОМНА СИСТЕМА РЕКОМЕНДАЦІЇ ІНДЕКСІВ ДЛЯ РЕЛЯЦІЙНИХ БАЗ ДАНИХ НА ОСНОВІ COST-MODEL ТА PLAN COVERING , Наукові вісті КПІ: Том 143 № 2 (2026)

1-10 з 198 Наступне

Ви також можете розпочати розширений пошук схожих статей для цієї статті.

[1] A.G. Laptev et al ., Efficiency of Transport Phenomena in Channels with Chaotic Packing Layer s. SPb, Russia: Kazn', 2016.

[2] A.A. Baskova and G.A. Voropaev, “Structure of the vortex nonisothermal flow at the initial section of the pipe with transition Reynolds numbers”, Gidrodinamika i Akustika , no. 1, pp. 117–131, 2018. doi: 10.15407/jha2018.02.117

[3] R. L. Webb et al ., “Heat transfer and friction in tubes with repeated-rib roughness”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 14, no. 4, pp. 601–617, 1971. doi: 10.1016/0017-9310(71)90009-3

[4] D.F. Dipprey and R.W. Sabersky, “Heat and momentum transfer in smooth and rough tubes at various Prandtl numbers”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 6, no. 5, pp. 329–353, 1963. doi: 10.1016/0017-9310(63)90097-8

[5] A.M. Guzmán et al ., “Heat transfer enhancement by flow bifurcations in asymmetric wavy wall channels”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 52, no. 15-16, pp. 3778–3789, 2009. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2009.02.026

[6] A. Yılmaz, “Optimum length of tubes for heat transfer in turbulent flow at constant wall temperature”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 51, no. 13-14, pp. 3478–3485, 2008. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2007.10.034

[7] P.G. Vicente et al ., “Experimental investigation on heat transfer and frictional characteristics of spirally corrugated tubes in turbulent flow at different Prandtl numbers”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 47, no. 4, pp. 671–681, 2004. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2003.08.005

[8] S. Rainieri and G. Pagliarini, “Convective heat transfer to temperature dependent property fluids in the entry region of corrugated tubes”, Int. J. Heat Mass Transfer , vol. 45, no. 22, pp. 4525–4536, 2002. doi: 10.1016/S0017-9310(02)00156-4

[9] S.L. Rivkin and A.A. Aleksandrov, Thermodynamic properties of water and steam , 2nd ed. Moscow, SU: Energoatomizdat, 1984.

[10] M. Gad-el-Hak et al ., “Transition control”, in Instability and Transition , vol. 1, M.Y. Hussaini, R.G. Voigt, eds. New York: Springer, 1990, pp. 319–354. doi: 10.1007/978-1-4612-3430-2_38