Главная – Журналы – Теплофизика и аэромеханика 2022 номер 5

Представлены результаты численного исследования трехмерной круглой импактной струи, натекающей на нагретую плоскую пластину. Изучено влияние геометрии сопла и расстояния от сопла до пластины на аэродинамику и тепловое поведение импактной струи. Рассмотрены случаи круглого сопла и сопел с 4 и 6 шевронами и исследованы три варианта расстояния от сопла до пластины: H/D = 2, 4 и 6 при числе Рейнольдса, определенного по параметрам струи на срезе сопла, равном 5000. Результаты численного моделирования показали, что наличие шевронов интенсифицирует теплообмен в зоне торможения. Это усиление в отдельных областях может достигать 110 %. Показано, что тепловой поток через пластину имеет существенно неоднородную картину распределения для малого расстояния H/D = 2. В этом случае происходит уменьшение теплообмена между импактной струей и поверхностью преграды в узком радиальном зазоре вниз по течению от точки торможения. Зоны квазипотенциального течения, которые образуются вдоль преграды, соответствуют вырезам шеврона, в них получены высокие скорости потока и практически отсутствует турбулентность. При увеличении расстояния до преграды до H/D = 6 наблюдается осесимметричное тепловое поле. Отмечены закономерности распределения числа Нуссельта с усреднением по кольцевым поверхностям на преграде как функции радиальной координаты с центром в точке торможения.