Гидродинамика и теплообмен в системах газовых импактных струй, сформированных чередующимися соплами с разной формой поперечного сечения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

J

ЗАЙЦЕВ Александр Валерьевич

ГИДРОДИНАМИКА И ТЕПЛООБМЕН В СИСТЕМАХ ГАЗОВЫХ ИМПАКТНЫХ СТРУЙ, СФОРМИРОВАННЫХ ЧЕРЕДУЮЩИМИСЯ СОПЛАМИ С РАЗНОЙ ФОРМОЙ ПОПЕРЕЧНОГО СЕЧЕНИЯ

Специальность 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени г кандидата технических наук

Екатеринбург 2005

Работа выполнена в ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» на кафедре «Теоретическая теплотехника".

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Жилкин Б.П.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

ведущий научный сотрудник Никитин Е.Д.; кандидат технических наук, профессор Мамаев В.В.

Ведущая организация - ОАО «Уралмаш-МО» (г.Екатеринбург)

Защита диссертации состоится 16 декабря 2005 г. в 14-00 на заседании диссертационного совета Д 212.285.07 при ГОУ ВПО «Уральский государственный технический университет - УПИ» по адресу:

г. Екатеринбург, ул. С.Ковалевской, 5 (8-й учебный корпус УГТУ-УПИ), ауд. Т-703.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке УГТУ-УПИ.

Ваши отзывы, заверенные печатью организации, просим направлять по адресу: 620002, г. Екатеринбург, ул. Мира, 19, ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, ученому секретарю совета университета.

Тел.: (343) 375-45-74, факс.: (343) 374-38-84, e-mail: kanc@mail.ustu.ru. me@.infoteck.ru.

Автореферат разослан " ноября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, профессор, доктор технических наук

. г

;><^^^^Плотников П.Н.

l&MO

Актуальность проблемы и цель работы. В рабочих процессах современных энергетических установок и агрегатов часто требуется передача мощных тепловых потоков от газа к поверхности. Одним из наиболее эффективных способов организации такого теплообмена является применение импактных (натекающих по нормали на поверхность) струй.

Однако во многих случаях даже уровень теплоотдачи, создаваемый традиционными «круглыми» импактными струями и их системами, оказывается недостаточным, и встаёт проблема интенсификации теплопереноса в таких потоках.

Изменение формы поперечного сечения струеобразующего канала с круглой на несимметричную (далее несимметричными называются сопла, форма поперечного сечения которых не обладает полной симметрией: квадрат, треугольник) в одиночных импактных струях и их регулярных системах приводит к значительной (до 80 и 50% соответственно) интенсификации теплоотдачи, что связано с возникновением дополнительных турбулентных перетоков в пристенном слое преграды.

Можно ожидать, что данный эффект получит дальнейшее развитие, если использовать комплексы импактных струй, образованных соплами с разной формой поперечного сечения.

Целью настоящей работы являлось экспериментальное исследование гидродинамики и теплоотдачи в таких комплексах - системах газовых импактных струй, образованных чередующимися соплами с разной формой поперечного сечения.

Работа проведена в рамках г/б темы №1686 (гос. per. № 01200205928) «Создание теоретических основ теплотехнических процессов использования энергии топлива и других видов энергоресурсов с целью создания эффективных методов энергосбережения и экологически чистых энерготехнологий».

Научная новизна главных положений работы заключается в том, что автором впервые:

1. Разработан метод

средних коэффициентов теплоотдачи между газовым потоком и преградой.

2. Экспериментально установлено существенное различие в топографии полей давления на преграду систем импактных струй, сформированных разными комбинациями каналов круглого, квадратного и треугольного поперечных сечений.

3. Показано, что эффект «поворота» течения во вторичной веерной струе проявляется в системах импактных струй, независимо от конкретной комбинации форм каналов, режимных и геометрических факторов систем в исследованных пределах.

4. Экспериментально найдены распределения локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и приоритетного по уровню теплообмена ряда комплексов из струй указанной конфигурации.

5. Установлено, что применение исследованных комбинаций несимметричных сопел для образования систем импактных струй позволяет повысить среднюю интенсивность теплоотдачи до 27%.

6. В итоге обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче для систем импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника, получены критериальные зависимости среднего числа Нуссельта от чисел Рейнольдса, Прандтля, относительных расстояния и шага между соплами.

7. Предложен ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи, позволивший учесть при сравнении систем создаваемый ими уровень теплообмена.

Достоверность результатов основывается на достаточном уровне надежности экспериментальных данных, полученных путем сочетания различных независимых методик исследования, стабильной воспроизводимости результатов опытов и хорошем согласовании базовых экспериментальных данных с опубликованными данными других исследователей.

Практическая значимость

Разработана методика тегоювизионной диагностики теплоотдачи газовых сред, удобная для обследования энергетических агрегатов в процессе работы (пат. 2255315 РФ).

Полученные экспериментальные данные расширяют представление о физическом содержании рассмотренных процессов, создают основу для разработки инженерных методик расчета аппаратов с системами импактных струй, образованных соплами с разной формой поперечного сечения, а также позволяют оптимизировать параметры технологических процессов с участием указанных струйных течений, что в целом позволит повысить качество проектирования новых энергетических агрегатов и устройств.

Автор защищает:

1. Метод тепловизионного определения локальных и средних коэффициентов теплоотдачи между газовым потоком и преградой.

2. Результаты экспериментального исследования полей давления на преграду одиночных несимметричных импактных струй и их систем, сформированных различными комбинациями каналов круглого, квадратного и треугольного поперечного сечения.

3. Данные о распределении локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и ряда систем из струй указанной конфигурации.

4. Результаты экспериментального исследования закономерностей средней (по поверхности) интенсивности теплоотдачи и обобщение этих данных в виде критериальных уравнений для исследованных систем газовых импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника.

5. Предложенный ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи и результаты сопоставления на его основе свойств указанных в п.4 систем.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены ОАО «Уралмаш-МО» при разработке струйных систем охлаждения промышленных горелочных устройств ГУП-2,8/1,5Р (горелочное устройство плоскопламенное для агломашин с шириной конвейерной ленты 2,8 м, предназначенного для работы на низкокалорийном газовом топливе).

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на XIV и XV Школах-семинарах молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И.Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Россия, Рыбинск, 2003; Калуга, 2005); Зш International Conference "Industrial Heat Engineering" (Ukraine, Kiev, 2003); International Symposium on Combustion and Atmospheric Pollution (Russia, St.Petersburg, 2003); Международной научно-технической конференции «80 лет Уральской энергетике. Образование. Наука» (Россия, Екатеринбург, 2003); V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum MMF-2004 (Belarus, Minsk, 2004); V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях NPNJ - 2004 (Россия, Самара,

2004); 5- International Conference on Multiphase Flow (Japan, Yokohama, 2004); Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (Россия, Москва, 2005); 4- World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics (Egypt, Cairo,

2005).

Работа группы специалистов, в которой автором выполнен раздел охлаждения, удостоена на Всероссийской выставке научно-технического творчества студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» диплома за I место в номинации «Энергосбережение в энергетике» (Екатеринбург, 2004).

Основные положения диссертации опубликованы в 15 печатных работах.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка используемой литературы, включающего 108

наименований, и приложения. Она содержит 130 страниц, 74 рисунка и 4 таблицы по тексту.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснованы цели исследования, заключающиеся в развитии и экспериментальной проверке теоретических основ дальнейшей интенсификации теплообмена газа с поверхностью, определено направление поиска, поставлены основные задачи исследований, показаны актуальность, научная и практическая значимость решаемых проблем, приведены главные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приведен аналитический обзор литературных источников, посвященных гидродинамике и теплоотдаче газовых импактных струй.

Рассмотрены картины течения, детали структуры потока в таких струях, как симметричных, так и несимметричных. Проанализированы физические представления и математические модели теплопереноса, обсуждены известные зависимости локальных и средних коэффициентов теплообмена с преградой различных импактных потоков от геометрических и режимных параметров струйной системы. Приведён анализ работ, посвященных способам интенсификации теплоотдачи в газовых струях, натекающих по нормали на поверхность. Рассмотрены преимущества регулярных систем несимметричных импактных струй по сравнению с их симметричными комплексами.

Исходя из проведенного анализа литературных данных и учитывая цель работы, были сформулированы следующие задачи исследования:

1. Изучить структурно-гидродинамические факторы теплоотдачи в системах газовых импактных струй, сформированных чередующимися соплами с разной формой поперечного сечения.

2. Разработать методику определения локальных коэффициентов теплоотдачи на преграде в газовых импактных струях.

3. Исследовать влияние на теплоотдачу комплексов из струеобразующих каналов с разной формой поперечного сечения при различных геометрических и режимных условиях теплообмена.

4. Рассмотреть энергетическую эффективность теплоотдачи разных систем импактных струй при различных условиях.

Во второй главе приводятся описания методик исследований и опытных установок. На рис.1 показана установка (установка I) для исследования полей давления и средней интенсивности теплоотдачи в системах газовых импактных струй. Для равномерной раздачи воздуха в сопла его подвод в дутьевую камеру 5 осуществлялся с четырех сторон. В верхнюю крышку дутьевой камеры ввернуты двадцать пять патрубков 7, которые соединялись со сменными соплами-каналами 8 посредством резиновых трубочек.

сопла-каналы; 9 - основная плнта; 10 - медная пластина-датчик; 11 - фторопластовый изолятор; 12 - датчик для изучения поля давления с капиллярной вставкой. 13 - блок микроманометров, 14 - операционный усилитель, 15-ЭВМ, 16-термостат

Для точного выравнивания начальной скорости истечения воздуха из сопел каждая из резиновых трубочек имела регулируемый зажим. В качестве

преграды использовалась плоская плита 9 из стеклотекстолита, имеющая сквозное окно для установки различных датчиков.

В опытах применялись сопла-каналы с круглым хвостовиком и профилированной частью постоянного сечения с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника. Эквивалентный диаметр профилированного участка у всех сопел d3-5 мм.

Длина профилированной части сменных сопел-каналов равнялась 10d3, что обеспечивало гидродинамическую стабилизацию течения.

Для промеров поля давления потока на преграду Р использовался датчик давления 12 в виде толстой пластины, в которой размещалась подвижная вставка, имеющая возможность микрометрической подачи в поперечном направлении. Во вставке были смонтированы заподлицо с поверхностью, обращенной к соплам, стальные капилляры с внутренним диаметром 0,5 мм. Микрометрическая подача обеспечивала перемещение основной плиты на 400 мм с шагом 0,25 мм, а подвижной вставки - ступенчато (17x10 мм=170 мм) с шагом 0,01 мм.

При изучении процессов теплоотдачи использовалась пластина-датчик 10 из электролитической меди диаметром 158 мм и толщиной 5 мм. Датчик устанавливался в окно основной плиты 9. Тыльная сторона датчика была покрыта слоем фторопласта толщиной 3 мм, а боковые поверхности изолировались самой плитой 9. Оценка показала, что утечка тепла через указанную поверхность не превышала 5%. Температура датчика измерялась при помощи медь-константановой термопары. Такая же термопара была установлена в дутьевой камере 5. Сигнал с обеих термопар поступал одновременно на милливольтметр и через усилитель 14 на вход аналого-цифрового преобразователя PCL-818.

Определение средней интенсивности теплоотдачи проводилось по нестационарной методике в условиях Bi<0,l.

Опыты проводились в следующих диапазонах: средняя скорость истечения w = 10...60 м/с, при относительном расстоянии (г) до преграды

2*=2/#,=1...10 и относительном шаге 5*=л/с/э=3...7. Систематическая погрешность при определении среднего коэффициента теплоотдачи, числа Нуссельта соответственно составляла 5,0 и 5,5%.

Для исследования гидродинамических структур, образующихся в импактной струе, был использован метод инерционного осаждения частиц естественной пыли из воздуха, разработанный Б.П. Жилкиным.

Для определения локальных характеристик теплоотдачи газовых импактных струй была разработана (пат.2255315 РФ) методика синхронной тепловизионной диагностики твердых тел и сопряженных с ними газовых потоков. Опыты для одиночных импактных струй, образованных «круглым», «квадратным» и «треугольным» соплами с ¿4=10 мм проводились на установке, представленной на рис.2, а системы изучались на установке I.

Рис.2. Схема установки для определения температурного поля в газовых импактных струях: 1 - лабораторный автотрансформатор; 2 - воздуходувка; 3 - ротаметр; 4 - дутьевая камера; 5 - электронагреватель; б - сменная верхняя крышка со встроенным соплом; 7 - преобразователь температуры-сетка; 8 - преграда; 9 - тепловизор, 10 - термопара; 11 - милливольтметр

Температура внутри дутьевой камеры и температура преграды фиксировалась при помощи медь-константановых термопар 10. Преобразователь температур газового потока в виде сетки 7 из материала с низким коэффициентом теплопроводности размещался в потоке струи так, что край сетки, обращенный к преграде, был погружён в пограничный слой, а обрез сетки, обращенный к соплу, максимально приближен к выходному отверстию струеобразующего сопла. Тепловизор воспринимал инфракрасное излучение от нитей сетки, формируя тем самым на своём экране температурное поле газового потока импактной струи. Поворотный механизм давал поворачивать преобразователь-сетку, чтобы сформировать тепловые картины - срезы на различных углах. Для предотвращения попадания в кадр тепловизора посторонних инфракрасных излучений опыты проводились в темной комнате, а за преобразователем-сеткой устанавливался экран из черной ворсистой ткани. По полученным термограммам при помощи специального программного обеспечения определялось распределение температур в пристенном

слое преграды по нормали к ней (х) на различных расстояниях (у) от оси сопла, по которому вычислялся локальный коэффициент теплоотдачи:

«„ =

Лп /, - г..

д(п дх

(1)

/ V /t-o

где t^ tKV - соответственно текущие температуры газа и поверхности в контрольной точке, °С; tr - температура газа в дутьевой камере, °С; А.г> -коэффициент теплопроводности газовой среды, Вт/(м К).

В выражении (1) градиент температур в вязком подслое определялся по распределению tiy=f(x) и расчетной толщине вязкого (ламинарного) подслоя.

В третьей главе рассматриваются гидродинамические факторы теплоотдачи для одиночных импактных струй и их систем, сформированных разными комбинациями струеобразующих каналов с круглой, квадратной и треугольной формой поперечного сечения.

Оказалось, что более точное представление о структурно-гидромеханических факторах теплоотдачи можно сделать по распределению

11

градиентов давления р струй на преграду, которое строилось по специальной программе на базе пакета Mat lab 6.0. Пример такого распределения показан на рис.4, где сплошными тонкими линиями изображены изобары р, а стрелками -его градиенты. Сплошные жирные линии очерчивают зоны Е с равными по значению и направлению градиентами, пунктирные линии - области С, где векторы градиентов устремлены в одну точку (узел), причем в этих зонах градиент имеет наибольшее значение.

X, мм

Рис.3. Поле градиента давления «треугольной» струи на преграду и схема ориентации сопла :

с1,= 5 мм. и- = 15 м/с. г* = 5

Предполагается, что в зонах с максимальным градиентом давления будет наблюдаться высокий локальный коэффициент теплоотдачи вследствие возникновения более сильных турбулентных перетоков в пристенной зоне. Было замечено, что области Е ориентированы к сторонам проекции фигуры струеобразующего канала на преграду, а области Г находятся вблизи её углов. Такие же закономерности прослеживаются у поля градиентов р и для струи, образованной «квадратным» соплом.

При исследовании гидродинамики методом пылевых следов было установлено, что в системах с различной конфигурацией струй сохраняется обнаруженный A.A. Гулаковым эффект трансформации течения во вторичной веерной струе - «эффект поворота», который является одним из гидромеханических факторов, определяющих локальную теплоотдачу как в одиночных несимметричных импактных струях, так и в их системах. Наблюдается следующая закономерность: угол поворота следа относительно положения сопла равен 180%г, где m - число сторон многоугольника поперечного сечения канала.

На рис.4 приведен пылевой след для системы «треугольных» и «квадратных» струй.

б

□ V

Рис.4. Фотограмма (а) пылевых следов системы импактных струй, истекающих из четырех сопел с треугольной и квадратной формой поперечного сечения и схема размещения этих сопел (б): d-,= 5 мм, s* = 4. z* = 0.5. w = 60 м/с

Данное явление, по-видимому, объясняется наличием в углах каналов, не обладающих полной симметрией, вихревых жгутов, которые, обладая большой газодинамической устойчивостью, при столкновении с поверхностью преграды образуют зоны С, из которых происходит растекание газовой среды по обе стороны в обпасти бопее низкого давления, где, соударяясь, встречные вторичные потоки образуют на преграде след из естественной пыли, развернутый по отношению к ориентации сопла.

Было обнаружено, что существование описанного эффекта не зависит от набора конфигураций сопел комплекса, геометрических и режимных параметров системы в исследованном диапазоне.

То, что рассматриваемый эффект «поворота» имеет существенное влияние на локальную теплоотдачу, может быть подтверждено с помощью тепловизионной съемки температурного поля холодной увлажненной пористой поверхности преграды, которая подвергалась воздействию горячей несимметричной импактной струи (рис.5). На приведенном рисунке видно, что конфигурация изотерм температурного поля вблизи критической точки повторяет в несколько скругленном виде форму струеобразующего канала и развернута на угол 60°.

; ч»/ \

игдоиш.'.**:«!!

■31 Г 31 1 •10 4 М 7 ?» в •з»ч •а?. 7

-97. • ■М-1 ■к.?

•25-в -24. Э

•аэ.б ■т.9 »2.3 '21 » ■39 9 '■99 3 1Р.а

IV'167 Т • 23 • 45 С и1М'|9.««ь».Л<'*Э4МГР7:в!вб| |50:дн

Рис.5 Температурное поле пористой поверхности преграды при истечении на неё импактной струи температурой 40 °С с треугольной формой поперечного сечения через 240 с после начала обдува (пунктиром обозначена ориентация струеобразующего сопла): 5 мм; = 10 м/с; г* = 2, Белой линией «А» на рисунке выделена изотерма 20,5 °С. Начальная температура поверхности - 18 °С

Промеры полей давления исследованных систем несимметричных импактных струй показали, что за счёт различного профиля давления на преграду струй разной конфигурации результирующее поле давления становится еще более неравномерным, чем у регулярных систем, что должно привести к усилению теплообмена.

Объединение в одном ансамбле сопел с разной формой поперечного сечения приводит к формированию обширных областей с высоким градиентом р в зоне соударения растекающихся вторичных струй (рис.6 и 7). Всё это должно приводить к возникновению дополнительных турбулентных перетоков на преграде и, соответственно, к усилению теплоотдачи.

X, мм

Рис.6. Распределение градиентов давления потока на преграду в зоне соударения двух пристенных веерных струй (треугольник - круг) и ориентация сопел: \Гср=20 м/с, г* = 5,= 5, 5 мм

Рис.7 Распределение градиентов давления потока на преграду в зоне соударения двух пристенных веерных струй (треугольник - квадрат) и ориентация сопел: и20 м/с,г* = 5, = 5, <1,= 5 мм

Было установлено, что наиболее сложным является поле давления на преграду системы из «треугольных» и «квадратных» сопел, поэтому следует предположить, что именно этот комплекс импактных струй будет обеспечивать наиболее высокий уровень теплообмена.

Также в главе 4 приведен численный прогноз вида поля локальных характеристик теплоотдачи на основе расчетной модели, построенной в программном пакете «Р1о\Уогкз» (2004 г), и показано, что численное распределение локального коэффициента теплоотдачи по преграде обладает неравномерностью по углу, расчетные изолинии коэффициента теплоотдачи а были развернуты относительно ориентации сопла, что согласуется с экспериментальными данными по гидродинамической обстановке на преграде.

В четвертой главе представлены экспериментальные данные по локальной и средней интенсивности теплоотдачи в одиночных импактных струях и системах импактных струй, сформированных чередующимися соплами с разной формой поперечного сечения.

Для понимания механизма взаимодействия были экспериментально найдены распределения по преграде локального коэффициента теплоотдачи для одиночных несимметричных импактных струй, которые подтвердили численный прогноз. На рис.8 приведено поле относительного локального коэффициента теплоотдачи {а*ху=аху1аху т|„, где аху - локальный коэффициент теплоотдачи, а^ т,„ - минимальное значение локального коэффициента теплоотдачи в контрольной области) по преграде для струи, образованной соплом с треугольной формой поперечного сечения. На этом распределении наблюдается разворот изолиний а* и максимумы в областях углов проекции канала (зоны С). Зоны С, по-видимому, соответствуют областям выхода описанных выше угловых жгутов на преграду.

В целом было установлено, что распределение локального коэффициента теплоотдачи очень сильно зависит от формы поперечного сечения струеобразующего сопла и относительного расстояния до преграды.

-30 -25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20 25 30 у, мм

Рис.8. Распределение относительного локального коэффициента а*^ по преграде для одиночной импактной струи, образованной соплом с треугольной формой поперечного сечения, и схема (жирные пунктирные линии) расположения сопла в плане: т = 60 с, d,=10 мм. г* = 4, w = 10 м/с

Более того, на рис.8 просматривается вторичный «поворот» области более низкого а%: контур В повернут относительно контура А. Характерным является наличие областей - D зон с высоким коэффициентом теплоотдачи в области середины сторон струеобразующего сопла, где, как было показано, существуют области с высокими градиентами давления потока на преграду.

По результатам исследований газодинамики и локальной теплоотдачи в одиночных несимметричных струях были отобраны приоритетные по уровню теплообмена системы импактных струй.

Сравнительные опыты проводились для следующих схем размещения сопел в плане (рис.9). Схема №1 выполняла базовую роль.

.ООО ..ODO ^ О Д О дч □ д □ 'ооо Z) ООП ; д о д ; д □ д ООО ODO одо □ д □

Рис.9. Схемы размещения струеобразующих сопел в плане

Было установлено, что интенсивность средней теплоотдачи зависит от типа системы, скорости истечения (рис.10), z* и шага между соплами.

17

Рис.10. Зависимость среднего коэффициента теплоотдачи а от средней скорости истечения м>

(с13 = 5 ММ, г* = 4, = 8): 1) система сопел «круг», 2) «квадрат-круга, 3) «треугольник-круг», 4) «треугольник-квадрат» 1-Диа - длина доверительного интервала с уровнем доверия 90%

Как видно из представленных графиков, применение сопел различной конфигурации в системе импактных струй приводит к ощутимому (по сравнению с регулярными системами на 25-27%) увеличению теплоотдачи. Необходимо отметить, что сочетание каналов-сопел квадратного и треугольного поперечного сечения дает наивысший уровень теплоотдачи среди исследованных струйных ансамблей.

Аппроксимация опытных данных показала, что они с точностью 10% обобщаются уравнением

№ = ^-Яе08-г*-0,^*0,-Рг043 (2)

где эмпирический коэффициент А зависит только от конфигурации системы сопел и равен: для системы «круглых» и «квадратных» сопел: А = 0,0182; для «треугольных» и «квадратных»: А = 0,02072; для «треугольных» и «круглых»: Л = 0,01798. Уравнение справедливо при: Яе = 2 103... 15 103, 2*= 1...10 и «*= 3...7. В уравнении подобия (2) в качестве определяющих использованы среднерасходная скорость, эквивалентный диаметр сопла и температура газа перед соплом.

В гл.4 также приведены аппроксимационные зависимости для этих же

систем в виде полиномов, которые позволяют детализировать особенности функции № = /(Не, г*, з*, Рг).

Первичный анализ струйных систем по результативности при помощи общепринятого параметра энергетической эффективности теплоотдачи, определяемого как отношение передаваемого теплового потока к мощности дутьевых устройств, затрачиваемой на прокачку теплоносителя, показал, что приоритетными являются системы с меньшей скоростью взаимодействия газовой среды с поверхностью и соответственно малым а, не имеющие технологической ценности. Поэтому предложен как альтернатива новый критерий сравнения - ранжированный параметр энергетической эффективности дНТ, который учитывает уровень теплоотдачи системы и рассчитывается как:

дНТ^ЕГГнт, (3)

где ¿яг=а/оц - ранжирующий коэффициент уровня теплоотдачи, равный отношению среднего коэффициента теплоотдачи данной системы к коэффициенту теплоотдачи эталонного процесса, в качестве которого была принята, как наиболее изученная, теплоотдача при продольном омывании пластины неограниченным потоком. При расчете последнего в качестве определяющего размера (расстояние от кромки пластины) берется с1э сопла, а определяющей скоростью является у/. При этом показатели шип играют роль «весовых» степеней, которые позволяют выделить приоритет либо величины Е, либо величины кнт, в зависимости от целей анализа, например, если требуется выделить уровень теплообмена, то т<п, и т.д.

Как оказалось, при анализе с помощью дНТ меняется иерархия в номенклатуре приоритетных струйных систем и сами условия, при которых достигается максимальный. На рис.11 представлена зависимость относительного параметра дИТ'-дНТ/дШп, где дНТ0 - параметр эффективности для системы «круглых» сопел.

1,2 цНГ

1,15

0,95

0,9

г

20

25

30

35

40 а (мГс) 45

Рис.11 Зависимость относительного ранжированного параметра энергетической эффективности теплоотдачи дЯГ* от среднерасходной скорости ч> (с1, = 5 мм, г* = 4, .$* = 8): 1) система сопел «круг», 2) «квадрат-круг», 3) «треугольник-квадрат», 4) «треугольник-круг»

Выполненный комплекс исследований показал, что интенсификация теплообмена в газовых импактных струях может быть осуществлена путем формирования систем из различных комбинаций сопел с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника.

Получены следующие основные результаты:

1. Разработан метод тепловизионного определения локальных и средних коэффициентов теплоотдачи от газового потока к поверхности твердого тела.

2. Экспериментально установлено существенное различие в топографии полей давления на преграду исследованных систем импактных струй в зависимости от выбранной комбинации каналов круглого, квадратного и треугольного поперечного сечения.

3. Показано, что эффект «поворота» во вторичной веерной струе проявляется и в рассматриваемых системах импактных струй, независимо от конкретной комбинации форм каналов, режимных и геометрических факторов систем в исследованных пределах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

4. Экспериментально найдены распределения локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и приоритетных по уровню теплообмена систем из струй указанной конфигурации.

5. В итоге обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче для систем импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника, получены критериальные зависимости среднего числа Нуссельта от чисел Рейнольдса, Прандтля, относительных расстояний и шага между соплами. Установлено, что применение комбинаций несимметричных сопел с различной формой поперечного сечения для образования систем импактных струй позволяет интенсифицировать среднюю теплоотдачу до 27%.

6. Предложен ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи, позволивший оценить эффективность теплообмена различных систем с учетом уровня теплопереноса.

7. Результаты работы внедрены ОАО «Уралмаш-МО» при разработке струйных систем охлаждения промышленных горелочных устройств ГУП-2,8/1,5Р (горелочное устройство плоскопламенное для агломашин с шириной конвейерной ленты 2,8 м, предназначенное для работы на низкокалорийном газовом топливе).

Основное содержание диссертации изложено в следующих публикациях:

1. Гулаков А.А. Об эффекте трансформации течения в системе несимметричных газовых импактных струй / А.А. Гулаков, А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: тр. XIV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. (26-30 мая 2003г. Рыбинск, Россия). М.: МЭИ. 2003. С. 238-239.

2. Chemical and physical methods to improve the efficiency of ignition and combustion of fuel-air mixtures in power installations / V.L. Shulman, M.B. Degterev, B.P. Zhilkin, A.V. Tzaitzev and K.V. Tzaitzev // Combustion

and Atmospheric Pollution / [Edited by G.D. Roy, S.M. Frolov, A.M. Starik], Moscow: TORS PRESS Ltd., 2003. P. 361-363.

3. Enhancement of gas-jets ignition capability in power facilities / A.V. Zaitsev, K.V. Zaitsev, M.Yu. Konovalov, Kh. Dashpuntsag, A.N. Shuba, B.P. Gzhilkin // Industrial heat engineering, 2003. Vol.5, №4.P. 36-38.

4. Зайцев A.B. Повышение интенсивности теплообмена путем применения нерегулярных систем газовых несимметричных импактных струй / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №8(25). 80 лет Уральской энергетике. Образование. Наука: сб. тр. Международной научно-технической конференции. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2003. С.288-293.

5. Тепловизионная диагностика термической структуры газовых потоков / А.В. Ефимова, А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, Д.Н. Токарев, К.В. Зайцев, X. Дашпунцаг // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №3(33). Теплоэнергетика. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. С.139-143.

6. Зайцев А.В. Интенсификация теплоотдачи в системах газовых импактаых струй / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин // V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum Proceedings MMF-2004. Section №1 "Convective Heat & Mass Transfer". 1-30. [Электронный ресурс] - Электрон, дан. - Минск: АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАНБ», 2004. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM); 12 см. - Системн. требования: IBM PC Pentium; Windows (2000, Me, XP); Adobe Acrobat Reader (5.05, 6.0).

7. Зайцев A.B. Создание неравномерности потока для интенсификации теплоотдачи в системах газовых импактных струй / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин // Тезисы докладов V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях (NPNJ - 2004), Самара, 5-10 июля 2004 г. М.: Вузовская книга, 2004. С. 113-114.

8. Zaitsev A.V. Inertial Deposition Effect of Powder Particles of Air-Streams Impinging to the Flat Plate and Utilization of this Effect for Hydrodynamic Structures Diagnostics / A.V. Zaitsev, A.A. Gulakov, B.P. Zhilkin //

Proceedings of the ICMF-2004 (5th International Conference on Multiphase Flow). Technical sessions, Session 2 Room G Scope В Particle-Turbulence Interaction, Paper No. 149 [Электронный ресурс] - Электрон, дан. -Yokohama, Japan: Proceedings of the ICMF-2004 (5th International Conference on Multiphase Flow) Edited by: Yoichiro Matsumoto, Koichi Hishida, Akio Tomiyama, Kaichiro Mishima, Shigeo Hosokawa. - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM); 12 см. - Системн. требования: IBM PC Pentium; Windows (2000, Me, XP); Adobe Acrobat Reader (5.05,6.0).

9. Зайцев A.B. Теплоотдача и её энергетическая эффективность в двойных импактных закрученных струях / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, В.В Тюльпа // Сборник материалов Всероссийской студенческой олимпиады, научно-практической конференции и выставки студентов, аспирантов и молодых ученых 7-10 декабря 2004г. ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, Екатеринбург, 2004. С.89-90.

10. Жилкин Б.П. Закономерности изменения энергетической эффективности теплообмена в закрученных импактных струях / Б.П. Жилкин,

A.В. Зайцев, В.В. Тюльпа // Тезисы докладов Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (г. Москва 15-17 марта 2005 г.). М.: Издательство МЭИ, 2005. С. 119-120.

11. Определение локальной интенсивности теплоотдачи с помощью тепловизора / А.В. Ефимова, А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, С.Е. Щеклеин // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №4(56). Теоретические и экспериментальные исследования в энерготехнологии. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. С.181-186.

12. Зайцев А.В. Селективность как способ повышения эффективности теплоотдачи в газовых импактных струях / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин,

B.В. Тюльпа // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №4(56). Теоретические и экспериментальные исследования в энерготехнологии. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2005. С.63-67.

>22219

2006-4 18340

13. Зайцев А.В. О локальной теплоотдаче газовых импактных струй, создаваемых соплами с несимметричной формой поперечного сечения / А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин, В.В. Тюльпа // Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках: тр. XV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И. Леонтьева. (2327 мая 2005г. г.Калуга, Россия). М.: Издательство МЭИ, 2005. С. 333-335.

14. Zaitsev A.V. Investigation of local heat transfer characteristics of single gas impact jets and their systems / A.V. Zaitsev, B.P. Zhilkin, V.V. Tulpa // Proceedings of the HEFAT-2005 (4th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Cairo, Egypt, 19-22 September, 2005). Paper No. ZA2 [Электронный ресурс] - Электрон, дан. -Cairo, Egypt: Proceedings of the HEFAT-2005 (4th International Conference on Heat Transfer, Fluid Mechanics and Thermodynamics, Cairo, Egypt, 19-22 September, 2005) Edited by: J.P. Meyer & A.G. Alan - 1 электрон, опт. диск (CD-ROM); 12 см. - Системн. требования: Pentium 350 MHz CPU PC, 64 Mb RAM, 8 Mb Graphics Card, Super VGA Monitor, Windows (2000, Me, XP); Adobe Acrobat Reader (5.05,6.0).

15. Пат. 2 25 5315 CI, МПК7 G 01 К 13/02. Способ тепловизионной диагностики процессов теплоотдачи / Богатова Т.Ф., Еременко Е.А., Ефимова А.В., Жилкин Б.П., Зайцев А.В., Зайцев В.А., Осмаков В.Н., Резинских В.Ф., Хапонен Н.А. Заявл. 16.07.2004; опубл. 27.06.2005. Бюл.№18.

Подписано в печать 31.10.2005 Формат 60x84 1/16

Бумага типографская Офсетная печать Усл. печ. л. 1,39

Уч.-изд. л. 1,4 Тираж 100 Заказ 180 Бесплатно

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19 Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, ул. Мира, 19

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ПОСТАНОВКА

ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 .Гидродинамика одиночных импактных струй и их различных систем

1.2.Теплоотдача в одиночных импактных струях и их системах.

1.3.Выводы и постановка задач исследований

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ.

2.1.Методика исследования гидромеханических условий теплообмена.!.

2.2.Методика исследования теплоотдачи.

2.3.Методика исследования состояния поверхности преграды.

3. ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ТЕПЛООТДАЧИ В ОДИНОЧНЫХ ИМПАКТНЫХ СТРУЯХ И ИХ РАЗЛИЧНЫХ

• СИСТЕМАХ.

3.1. Гидродинамика течения в одиночных импактных струях.

3.2.Гидромеханические особенности различных комплексов импактных струй.

3.3.Численный прогноз локальной теплоотдачи.

4. ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕПЛООТДАЧИ В ОДИНОЧНЫХ

ИМПАКТНЫХ СТРУЯХ И ИХ РАЗЛИЧНЫХ СИСТЕМАХ. ф 4.1 .Теплоотдача в одиночных импактных струях.

4.2.Теплоотдача в системах импактных струй.

4.3.Влияние импактных потоков на рельеф поверхности преграды.

В рабочих процессах современных энергетических установок и агрегатов часто требуется передача мощных тепловых потоков от газа к поверхности. Одним из наиболее эффективных способов организации такого теплообмена является применение импактных (натекающих по нормали на поверхность) струй.

Однако во многих случаях даже уровень теплоотдачи, создаваемый традиционными «круглыми» импактными струями и их системами, оказывается недостаточным, и встаёт проблема интенсификации теплопереноса в таких потоках.

Изменение формы поперечного сечения струеобразующего канала с круглой на несимметричную (далее несимметричными называются сопла, форма поперечного сечения которых не обладает полной симметрией: квадрат, треугольник) в одиночных импактных струях и их регулярных системах приводит к значительной (до 80 и 50% соответственно) интенсификации теплоотдачи, что связано с возникновением дополнительных турбулентных перетоков в пристенном слое преграды.

Можно ожидать, что данный эффект получит дальнейшее развитие, если использовать комплексы импактных струй, образованных соплами с разной формой поперечного сечения.

Целью настоящей работы являлось экспериментальное исследование гидродинамики и теплоотдачи в таких комплексах - системах газовых импактных струй, образованных чередующимися соплами с разной формой поперечного сечения.

Научная новизна главных положений работы заключается в том, что автором впервые:

1. Разработан метод тепловизионного определения локальных и средних коэффициентов теплоотдачи между газовым потоком и преградой.

2. Экспериментально установлено существенное различие в топографии полей давления на преграду систем импактных струй, сформированных разными комбинациями каналов круглого, квадратного и треугольного поперечных сечений.

3. Показано, что эффект «поворота» течения во вторичной веерной струе проявляется в системах импактных струй, независимо от конкретной комбинации форм каналов, режимных и геометрических факторов систем в исследованных пределах.

4. Экспериментально найдены распределения локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и приоритетного по уровню теплообмена ряда комплексов из струй указанной конфигурации.

5. Установлено, что применение исследованных комбинаций несимметричных сопел для образования систем импактных струй позволяет повысить среднюю интенсивность теплоотдачи до 27%.

6. В итоге обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче для систем импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника, получены критериальные зависимости среднего числа Нуссельта от чисел Рейнольдса, Прандтля, относительных расстояния и шага между соплами.

7. Предложен ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи, позволивший учесть при сравнении систем создаваемый ими уровень теплообмена.

Достоверность результатов основывается на достаточном уровне надежности экспериментальных данных, полученных путем сочетания различных независимых методик исследования, стабильной воспроизводимости результатов опытов и хорошем согласовании базовых экспериментальных данных с опубликованными данными других исследователей.

Практическая значимость

Разработана методика тепловизионной диагностики теплоотдачи газовых сред, удобная для обследования энергетических агрегатов в процессе работы (пат. 2255315 РФ).

Полученные экспериментальные данные расширяют представление о физическом содержании рассмотренных процессов, создают основу для разработки инженерных методик расчета аппаратов с системами импактных струй, образованных соплами с разной формой поперечного сечения, а также позволяют оптимизировать параметры технологических процессов с участием указанных струйных течений, что в целом позволит повысить качество проектирования новых энергетических агрегатов и устройств.

Автор защищает:

1. Метод тепловизионного определения локальных и средних коэффициентов теплоотдачи между газовым потоком и преградой.

2. Результаты экспериментального исследования полей давления на преграду одиночных несимметричных импактных струй и их систем, сформированных различными комбинациями каналов круглого, квадратного и треугольного поперечного сечения.

3. Данные о распределении локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и ряда систем из струй указанной конфигурации.

4. Результаты экспериментального исследования закономерностей средней (по поверхности) интенсивности теплоотдачи и обобщение этих данных в виде критериальных уравнений для исследованных систем газовых импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника.

5. Предложенный ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи и результаты сопоставления на его основе свойств указанных в п.4 систем.

Реализация результатов работы. Результаты работы внедрены ОАО «Уралмаш-МО» при разработке струйных систем охлаждения промышленных горелочных устройств ГУП~2,8/1,5Р (горелочное устройство плоскопламенное для агломашин с шириной конвейерной ленты 2,8 м, предназначенного для работы на низкокалорийном газовом топливе).

Апробация работы. Основные результаты исследований, изложенных в диссертации, докладывались и были представлены на XIV и XV Школахсеминарах молодых ученых и специалистов под рук. акад. РАН А.И.Леонтьева

Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках»

Россия, Рыбинск, 2003; Калуга, 2005); 3~ International Conference "Industrial

Heat Engineering" (Ukraine, Kiev, 2003); International Symposium on Combustion and Atmospheric Pollution (Russia, St.Petersburg, 2003); Международной научнотехнической конференции «80 лет Уральской энергетике. Образование. Наука»

Россия, Екатеринбург, 2003); V Minsk International Heat & Mass Transfer Forum

MMF-2004 (Belarus, Minsk, 2004); V Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях NPNJ - 2004 (Россия, Самара, th

2004); 5~ International Conference on Multiphase Flow (Japan, Yokohama, 2004); Второй Российской конференции «Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках» (Россия, Москва, 2005); 4- World Conference on Experimental Heat Transfer, Fluid Mechanics, and Thermodynamics (Egypt, Cairo,

2005).

Работа группы специалистов, в которой автором выполнен раздел охлаждения, удостоена на Всероссийской выставке научно-технического творчества студентов, аспирантов и молодых ученых «Энерго- и ресурсосбережение и нетрадиционные возобновляемые источники энергии» диплома за I место в номинации «Энергосбережение в энергетике» (Екатеринбург, 2004).

Диссертационная работа проведена в рамках выполнения г/б темы №1686 (гос. per. № 01200205928) «Создание теоретических основ теплотехнических процессов использования энергии топлива и других видов энергоресурсов с целью создания эффективных методов энергосбережения и экологически чистых энерготехнологий».

Автор выражает благодарность своему научному руководителю, д.ф.-м.н. профессору Жилкину Б.П. за доброжелательное отношение и критические замечания, высказанные в процессе обсуждения работы.

7. Результаты работы внедрены ОАО «Уралмаш-МО» при разработке струйных систем охлаждения промышленных горелочных устройств ГУП-2,8/1,5Р (горелочное устройство плоскопламенное для агломашин с шириной конвейерной ленты 2,8 м, предназначенное для работы на низкокалорийном газовом топливе).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненный комплекс исследований показал, что интенсификация теплообмена в газовых импактных струях может быть осуществлена путем формирования систем из различных комбинаций сопел с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника.

Получены следующие основные результаты:

1. Разработан метод тепловизионного определения локальных и средних коэффициентов теплоотдачи между газовым потоком и поверхностью твердого тела.

2. Экспериментально установлено существенное различие в топографии полей давления на преграду исследованных систем импактных струй в зависимости от выбранной комбинации каналов круглого, квадратного и треугольного поперечного сечения.

3. Показано, что эффект трансформации течения проявляется и в рассматриваемых системах импактных струй, независимо от конкретной комбинации форм каналов, режимных и геометрических факторов систем в исследованных пределах.

4. Экспериментально найдены распределения локального коэффициента теплоотдачи для одиночных импактных струй, созданных соплами круглого, квадратного и треугольного сечения, и приоритетных по уровню теплообмена систем из струй указанной конфигурации.

5. В итоге обобщения экспериментальных данных по теплоотдаче для систем импактных струй, истекающих из различных комбинаций каналов с формой поперечного сечения в виде круга, квадрата и равностороннего треугольника, получены критериальные зависимости среднего числа Нуссельта от чисел Рейнольдса, Прандтля, относительных расстояний и шага между соплами. Установлено, что применение комбинаций несимметричных сопел с различной формой поперечного сечения для образования систем импактных струй позволяет интенсифицировать среднюю теплоотдачу до 27%.

6. Предложен ранжированный параметр энергетической эффективности теплоотдачи, позволивший оценить эффективность теплообмена различных систем с учетом уровня теплопереноса.

1. Вейль Г. Симметрия. - М.: Наука, 1968.- 192 с.

2. Жилкин Б.П. Влияние структурно-гидродинамических факторов на интенсификацию теплообмена в газовых струйных потоках.: Автореф. дис. доктора, физ.-матем. наук.- Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001.- 47с.

3. Меликов А.К. Экспериментальное изследване механизма на генериране на турбулентност в свободно-струйно течение турбулизиращи рещетки: Автореф. дис. . канд. техн. наук София, 1979 - 29 с.

4. Гулаков A.A. Гидр одинамика и теплообмен в системах несимметричных импактных газовых струй.: Автореф. дис. канд. тех. наук.- Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002.- 24с.

5. Аверин С.И., Минаев А.Н., Швыдский B.C., Ярошенко Ю.Г. Механика жидкости и газа. М.: Металлургия , 1987, 301 с.

6. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел. Киев: Наук, думка, 1982, 302 с.

7. Аралов А.Д. Исследование процессов теплообмена в области взаимодействия струи с преградой при активном воздействии на ее начальные параметры : Автореф. дис. . канд. тех. наук. М., 1978, 16 с.

8. Бердлик П.М., Савин В.К. Исследование теплообмена при осесимметричном струйном обтекании плоских поверхностей, расположенных нормально к потоку. Научн.тр. / НИИСФ, 1967, вып.2, с. 123 - 142.

9. Абросимов А.И., Воронкевич A.B. Влияние профиля скорости на теплообмен круглой импактной струи // с.393-398

10. Мазур А.И., Давыденко И.Г., Захаров Ю.И. Аэродинамика свободной осесимметричной струи с неравномерным начальным профилем скорости. Пром. теплотехника , 1988 , т. 10 , № 2 , с. 35 - 41.

11. Дыбан Е.П., Мазур А.И., Давыденко И.Г. Система струй. Пром. теплотехника, 1991 , 15 , № 21 .

12. Галкин В.Ю. Исследование теплообмена при натекании плоской дозвуковой струи на вогнутую поверхность. Тепло- и массообмен вф элементах конструкций авиационных двигателей . Моск. авиац. ин.-т, М.,1992, С.13 16.

13. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами.- М.: Машиностроение, 1977.-248с.

14. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. М.: Наука , 1974 .-712 с.

15. Абросимов А.И., Косоротов М.А., Парамонов A.A., Парфентьев М.Д. О теплообмене круглой затопленной импактной струи. Теплофизика высоких температур, 1991, 29 , № 1 , с. 177- 179.

16. Shunji Omori, ken-khi Yanagi, Katsumi Makihara. Heat transfer from plane

17. Ф strip by gas jet cooling // Technical Review. Mitsubishi Heavy Industries.

18. October 1972. 1972. P. 11-18.

19. Идельчик И.Е. Некоторые эффекты и парадоксы в аэродинамике и гидравлике. -М.: Машиностроение, 1982.-96 с.

20. Nikuradze J. Untersuchungen Über turbulente Strömungen in nicht kreisförmigen Rohren,.- Ingenieur-Archiv, 1930, N 1, S. 306-332/

21. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление:

22. Справочное пособие.-М.: Энергоатомиздат, 1990.-367 с.

23. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Некоторые характеристики системы осесимметричных струй, истекающих из перфорированной пластины. В кн.: Теплообмен и гидродинамика. Киев: Наук. Думка, 1977, с. 18-26.

24. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Метод расчета осевой скорости в системе осесимметричных струй, образованных перфорированной пластиной.ф Теплофизика и теплотехника, 1977, вып. 32, с.23-28.

25. Huesmann К. Eigenschaften turbulenter Stranlenbünder- Chem. Ing.-Techn., 1966, 38, N3, S.293-297.

26. Полушкин В.И. Расчет струи, вытекающей из перфорированной решетки-Вопросы проектирования и монтажа систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, 1965, вып.23, с.54-61.

27. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй.- М.: Физматгиз, 1960.-715 с.ф 27. Meier R., Kunzew W. Die Vergleichmäßigung der Trockung ebenflächiger

28. Güter um Pralestrahltrockner // Luft-und Kältetechnulc. 1972. V.8, №6, S.323-328.

29. Gardon R., Cobonpue J. Heat transfer between a flat plate and jets of air impinging on it. In: International development in heat transfer: Proc. Int. Heat Transfer Conference, New York: Amer. Soc. Mech. Eng., 1961, p.454-460.

30. Martin Н. Heat and mass transfer between impinging gas jets and solid surfaces. In: Advances in heat transfer. New York ; London : Academic Press, 1977, Vol. 13, pp.1 -60.

31. Ward J., Mahmood M. Heat transfer from a turbulent swirling impinging jet. -In : Proc. of the 7th Int. Heat Transfer Conf., Munchen: Springer Yerlag, 1982, Vol. 3, p. 401 -407.

32. Леонтьева A.M. Теория тепломассообмена. М.: Высшая школа, 1979.

33. Косенков В.И. Управление турбулентной полуограниченной струей. -VI всесоюзн. шк. мол. ученых и спец. «Соврем, проблемы теплофиз.», Тез. доклад.- Новосибирск: ИТФ, 1990 122 с.

34. Kercher D.M., Tabakoff W. Heat Transfer by a Square Array of Round Air Jets Impinging Perpendicular to a flat Surface, Including the Effect of Spent Air // "Paper ASME" , №69 GT - 4, 13.

35. Metzger D.E., Korstad R.J. Effect of Crossflow on Impingement Heat Transfer, "Paper ASME", №71 GT - 1,7.

36. Гусев И.А. и др. Теплообмен при обтекании плоских и цилиндрических поверхностей системой осесимметричных струй. // Сб.: «Тепло- имассоперенос», т.1, «Конвективный тепло- и массоперенос», ч.1, Минск, 1972, 235-238.

37. Chance J. Larry. Experimental investigation of air impingement h eat transfer under an array of round jets // "Tappi", 1974, V.57, №6, 108-112.

38. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Локальный теплообмен в системе импактных струй с односторонним выходом потока- Теплофизика и теплотехника, 1978, вып. 35, с.13-18.

39. Дыбан Е.П., Мазур А.И., Голованов В.П., Давыденко И.Г. Особенности течения воздуха и теплообмена в системе импактных струй с односторонним выходом потока Теплофизика и теплотехника, 1978, вып. 34, с.64-69.

40. Hill J. Some heat transfer characteristics of impinging fluids.- S. Afr.Mech.Eng., 1975, 25, N 10, p.316-324.

41. Freidman S.J., Mueller A.C. Heat transfer to flate surface In: Proc. General discussion in heat transfer, London: Inst. Mech. Engs., 1951, p.138-142.

42. Hollow B.R., Berry R.D. Heat transfer from arrays of impinging jets with large jet-to-jet spacing.- Trans. ASME. J. Heat. Transf., 1978, 100, N 2, p. 352-357.

43. Ott H. Wärmeübergang an einer durch Luftstrahlen gekühlten Platte Schweiz. Bauzeitung, 1961, 79, N 46, S. 834-840.

44. Kerscher E., Böhner G., Schneider A. Beitreg zur Wärmeübertragung bei der Furniertrocknung mit Düsenbeluftung Holz Roh- und Werkst., 1968, 26, N 1, S. 19-28.

45. Смирнов A.A. Исследование конвективного теплообмена при взаимодействии струйных потоков воздуха с плоскими и цилиндрическими поверхностями : Автореф. дис. . канд. тех. наук1. Куйбышев, 1974.- 22 с.

46. Розенфельд Э.И. Теплообмен при поперечном обтекании пластины плоско-параллельными или осесимметричными струями воздуха- Изв. вузов. Черн. Металлургия, 1966, № 2, с. 140-146.

47. Руденко А.П. Исследование теплообменных процессов при обжиге изделий строительной керамики : Автореф. дис. . канд. тех. наук Киев, 1977.-23с.

48. Красников В.В., Данилов В.А. Исследование тепло- и массобмена при сопловой сушке-Инж.-физ. журнал, 1965, 9, № 5, с.632-639.

49. Гухман A.A. Применение теории подобия к исследованию процессов тепломассообмена. М.: Высшая школа, 1974, 328 с.

50. Smith М.С., Kueth A.M. The Physics of Fluids, № 12, 1966.

51. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Теплообмен в окрестности критической точки при натекании турбулизированной струи на преграду. Теплофизика и теплотехника. Респ. межвед. сб., 1977, вып. 33, с.6- 11.

52. Аралов А.Д. Влияние вдува на гидродинамику при взаимодействии струи с преградой. Изв. вузов. Машиностроение, 1977, № 10, с. 69 - 74.

53. Носов B.C., Ларионов И.Д., Мамаев В.В. Исследования теплообмена плоской пластины с потоком газовзвеси.- В сб. Тепломассообмен V. Материалы V Всесоюзной конференции по тепло- массообмену. Т.6, Минск, 1976, с.213-217.

54. Тюльпа B.B. Влияние организации течения на теплоотдачу газовых струй: Автореф. дис. . канд. тех. наук- Екатеринбург, Уральский государственный технический университет-УПИ, 1998- 23с.

55. Жилкин Б.П., Тюльпа В.В., Хазиев М.М. Интенсификация теплоотдачи вгазовых импактных струях // Интенсификация теплообмена. Труды Второй Российской конференции по теплообмену.Т.6. М.: МЭИ, 1998 -с.110-113.

56. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы, туманы. - Л.: Химия, 1964.-427с.

57. Процессы переноса во встречных струях (газовзвесь) / Под ред. И.Т.Эльперина. Минск: Наука и техника, 1972.- 212с.

58. Лыков A.B. Тепломассообмен (справочник). М., «Энергия», 1972, с.560.

59. Зайдель А.Н. Элементарные оценки ошибок измерений. Л.: Наука, 1968.-98с.

60. Сквайре Дж. Практическая физика. М.: Мир, 1971.-246 с.

61. Новицкий П.В. Зограф И.А. Оценка погрешностей результатов измерений. Л.: Энергоатомиздат, 1991.-304с.

62. O.E. Герасимова, С.Ф. Борисов, К. Бораньо, У. Вальбуса Моделирование структуры поверхности в газодинамических задачах с использованием данных атомно-силовой микроскопии «Инженерно-физический журнал», Т. 76, №2, 2003.

63. Гулаков A.A., Жилкин Б.П., Бродов Ю.М. Эффективные струйные системы охлаждения камер сгорания ГТУ // Труды XIII Школы-семинара молодых ученых и специалистов по руководством академика РАН А.И. Леонтьева. М.: Издательство МЭИ, 2001.- Т2. С.240-245.

64. Р. Б. Ахмедов. Основы регулирования топочных процессов. М., «Энергия», 1977, с. 280.

65. Белов И. А. и др. Экспериментальное исследование теплообмена дозвуковой струи с нормально расположенной плоской преградой. «Инженерно-физический журнал», 1971, XX, №5, 893-897.

66. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Копп И.З., Мякочин A.C. Эффективные поверхности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1998. - 408 е.: ил.

67. A.B. Зайцев, Б.П. Жилкин Интенсификация теплоотдачи в системах газовых импактных струй // V Minsk International Heat & Mass Transfer

68. Forum Proceedings MMF-2004. Section №1 "Convective Heat & Mass

69. Костомаров B.M, Жилкин Б.П., Зыскин Б.И. Компьютерный анализ струйных течений // Вестник Уральского государственного технического

70. Щ университета: Сыромятниковские чтения. Екатеринбург: УГТУ, 1995.1. С.65-70.

71. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел A.C. Теплопередача.- М.: Энергия, 1975.-200 с.

72. Юдаев Б.Н. Техническая термодинамика. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1988.-479 с.

73. Хидашели А.Н., Авалиани Д.И., Берошвили А.И. и др. Охлаждение анодов мощных газоразрядных ламп Тр. Груз, политехи. Ин-та, 1971, № 2, с. 234-238.

74. Бадер В.И. Исследование конвективного теплообмена плоской и цилиндрической поверхности с газоструйной подушкой: Дис. . канд. тех. наук Свердловск, Уральский государственный политехнический ин-т им. С.М.Кирова, 1977- 169с. - Машинопись.

75. Вулис Л.А., Кашкаров В.П. Теория струй вязкой жидкости. М.: Наука, 1965.-432с.

76. Сычев А.Г. Результаты исследования затопленной турбулентной струи, набегающей перпендикулярно на плоскость гладкого потолка // Инженерно-физический журнал. 1964, №3. С.46-53.

77. Старцев В.В. Исследование процессов теплопереноса и структуры потока при взаимодействии струй с поверхностью.: Дис. канд. техн. наук.-Свердловск: Уральский политехнический ин-т им. С.М. Кирова, 1982.118с.- Машинопись.

78. Гулаков A.A., Жилкин Б.П., Тюльпа В.В., Хазиев М.М. О применении импактных струй разной формы для охлаждения жаровых труб// Совершенствование турбин и турбинного оборудования: Региональный сборник научных статей. Екатеринбург: УГТУ, 1998, с. 244-253.

79. Плоскопламенная горелка для прямого зажигания шихты при агломерации / Доронин Д.Н.,.Зыскин И.А, Жилкин В.П., Коновалов М.Ю., Скачкова С.С. // Металлург, 1, 2000 г, с.35-36.

80. Разработка струйного охлаждения горелочных устройств / Жилкин Б.П., Гулаков A.A., Коновалов М.Ю., Скачкова С.С., Зыскин И.А. // Рационализация производства и потребления энергии: Работы ОАО «Урал ОРГРЭС». Екатеринбург, 2001. Информ. сб.№4. С.55-58.

81. Мазур А.И. К вопросу о применимости уравнения потенциального течения при расчете струи, истекающей в тупик Вопр. техн. теплофизики, 1969, вып. 2, с. 71-74.

82. Черных В.А. Истечение струи в тупик- Изв. АН СССР. Сер. Механика жидкости и газа, 1966, № 2, с. 130-140.

83. Гардон Р., Акфират К. Характеристики теплопередачи при ударе двумерных воздушных струй // Труды Амер. о-ва инженеров-механиков. Теплопередача. 1966. Т.88, №1, С.110-118.

84. Жилкин Б.П., Тюльпа В.В., Хазиев М.М., Ясников Г.П. Некоторые характеристики теплоотдачи в газовых импактных струях разной формы// Депонирована в ВИНИТИ 9.09.96 г. № 2783-В96.

85. Zaitsev A.V., Zaitsev K.V., Konovalov M.Yu., Dashpuntsag Kh., Shuba A.N., Gzhilkin B.P. Enhancement of gas-jets ignition capability in power facilities // Industrial heat engineering Vol.5, №4, 2003, p. 36-38.

86. Ефимова A.B., Зайцев A.B., Жилкин Б.П., Токарев Д.Н., Зайцев К.В., Дашпунцаг X. Тепловизионная диагностика термической структуры газовых потоков // Вестник ГОУ ВПО УГТУ-УПИ №3(33). Теплоэнергетика. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2004. стр. 139-143.

87. А.В. Зайцев, Б.П. Жилкин Интенсификация теплоотдачи в системах газовых импактных струй // Тезисы докладов и сообщений. V Минский международный форум по тепло- и массообмену ММФ-2004.

88. Конвективный теплообмен. Минск: АНК «Институт тепло- и массообмена им. А.В. Лыкова НАНБ», 2004. Т.1. стр.72-73

89. A.V. Zaitsev, A. A. Gulakov, В.Р. Zhilkin. Inertial Deposition Effect of Powder

90. Particles of Air-Streams Impinging to the Flat Plate and Utilization of thisth

91. Effect for Hydrodynamic Structures Diagnostics // Abstracts of the 5 International Conference on Multiphase Flow (ICMF 2004), Yokohama, Japan, МауЗО - June4, 2004. p. 72.