Структура ограниченного закрученного течения при различных фазовых граничных условиях на неподвижном торце цилиндра
И.В. Наумов1, М.В. Кашкарова1, Р.Ф. Миккельсен2, В.Л. Окулов1,2
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск,Россия
naumov@itp.nsc.ru
2Датский технический университет, Люнгби, Дания
Ключевые слова: вихревые аппараты и реакторы, распад вихря, тепло- и массоперенос в закрученных потоках, vortex apparatuses and reactors, vortex breakdown, heat and mass transfer in swirling flows
Страницы: 93-98
Аннотация
В работе анализируется сложная топология закрученных течений, генерируемых в цилиндре его вращающимся торцом. С помощью визуализации течения при различных параметрах крутки верхнего торца цилиндра показаны общие закономерности эволюции области с противотоком (пузыревидный распад вихря) вне зависимости от контакта исследуемого вихревого потока с различными жидкостями или газом на свободном торце. В ходе исследований впервые установлено, что сценарий возникновения области пузыревидного распада слабо зависит от свойств среды, ограничивающей циркуляцию рабочей жидкости, но существенно отличается от динамики вихревых течений, ограниченных «твердой» второй стенкой ¾ неподвижным торцом цилиндра. Например, при распаде приосевого вихря выявлены режимы стационарного вихревого движения с возникновением контакта рециркуляционной зоны с поверхностью границы раздела двух сред, что не свойственно замкнутым течениям. Полученные результаты представляют интерес для дальнейшего развития вихревых аппаратов и реакторов, обеспечивающих сложное вихревое движение ингредиентов для интенсификации массопереноса, как в отношении оптимизации работы действующих установок, так и для проектирования новых устройств.
|
