Теплообмен и течение при натекании плоской турбулентной струи на гладкую и оребренную поверхности
А.К. Шукла, А. Деван
Индийский технологический институт Дели, Нью-Дели, Индия
adewan@am.iitd.ac.in
Ключевые слова: натекание струи, ребра, теплообмен, моделирование турбулентности, число Нуссельта, усредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса
Страницы: 747-766
Аннотация
Проведено численное исследование с целью оценки возможности описания натекания плоской струи на плоскую и оребренную поверхности при разных значениях числа Рейнольдса и при разных расстояниях между срезом сопла и пластиной с использованием различных моделей турбулентности, основанных на усредненных по Рейнольдсу уравнениях Навье-Стокса. Дано сравнение результатов вычислений с опубликованными экспериментальными данными. Обнаружено, что все рассмотренные модели турбулентности дают лишь приблизительные предсказания для теплопереноса. Однако некоторые модели обеспечивают неплохое описание экспериментальных особенностей, таких как появление вторичного пика и нескольких выбросов числа Нуссельта для оребренной поверхности с точным вычислением числа Нуссельта в точке торможения. Для случая натекания струи на оребренную поверхность изучено влияние высоты щели, периода оребрения и расстояния между срезом сопла и оребренной поверхностью. Обнаружено, что местное число Нуссельта возрастает с высотой щели и с расстоянием между ребром и пластиной. Также обнаружено, что увеличение числа Рейнольдса имеет преимущественное влияние на местный теплоперенос. С увеличением межреберного расстояния локальное число Нуссельта растет в окрестности точки торможения, но уменьшается в направлении потока. Наблюдаемые картины течения различны для случаев натекания струи на оребренную и плоскую поверхности.
|
