Интенсификация теплообмена в каверне с наклонными стенками тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

□ОЗОБТ8ВЭ

Дьяченко Алексей Юрьевич

ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ТЕПЛООБМЕНА В КАВЕРНЕ С НАКЛОННЫМИ СТЕНКАМИ

01 04 14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Новосибирск - 2007

003057869

Работа выполнена в Институте теплофизики им С С Кутателадзе Сибирского Отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель доктор технических наук, профессор

Терехов Виктор Иванович

Официальные оппоненты доктор технических наук, профессор

Алиферов Александр Иванович

доктор технических наук, профессор Солоненко Олег Павлович

Ведущая организация Исследовательский центр проблем энергетики

Казанского Научного Центра Российской Академии Наук (Каз НЦ РАН), г Казань

Защита состоится "18" мая 2007 г в 14 час 00 мин на заседании диссертационного совета Д 212 173 02 при Новосибирском государственном техническом университете, адрес 630092, г Новосибирск, Пр Карла Маркса, 20

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Новосибирского I осударственного технического университета

Автореферат разослан апреля 2007 г

Ученый секретарь диссертационного совета

к т н,доц,

Шаров Ю И

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы

В энергетических установках и аппаратах для оптимизации характеристик часто возникает необходимость ослабить или усилить передачу теплоты Поэтому возможность управления теплообменом является важной и актуальной до настоящего времени задачей, так как позволяет защитить стенки проточных гракгов о г высокотемпературных потоков, повысить энергоотдачу к окружающей среде, облегчить конструкции, уменьшить материальные затраты С этой точки зрения особый интерес представляет способ пассивной интенсификации теплообмена Подобные интенсификаторы теплообмена отличаются простотой изготовления и высокой надежностью Управление теплообменом за счет организации отрывных зон изменением геометрии поверхности, например в форме углублений — в частности каверн с наклонными стенками, требует понимания структуры течения в полости, особенностей вихреобразования и выбора оптимального угла наклона Однако условия в движущихся средах энергетических установок с точки зрения уровня турбулентности различные Поэтому актуальной является также проблема воздействия высокой турбулентности па отрывные течения Эта задача является также важной для оценки теплообмена при отрыве потока в каналах энергетических установок, в компактных теплообменниках, в аппаратах химической технологии Цель настоящей работы

1 Экспериментально исследовать структуру отрывного течения в каверне с наклонными стенками и выявить влияние геометрии полости при изменении угла наклона боковых стенок на аэродинамику и теплообмен

2 Определить наиболее эффективные геометрии каверн, которым соответствует максимальная интенсификация теплоотдачи

3 Установить воздействие степени турбулентности основного потока на динамические и тепловые характеристики

4 Исследовать возможности дополнительной интенсификации теплообмена изменением условий на кромках каверны

Научная новизна работы

Впервые проведено подробное экспериментальное исследование течения в поперечной каверне при варьировании угла наклона боковых стенок Проанализирована эволюция отрывного течения и вихреобразования при изменении в широком диапазоне угла наклона передней и задней стенок и скорости набегающего потока Определены углы, при которых течение в каверне становится неустойчивым, что приводит к изменению вихревой структуры Установлена взаимосвязь между геометрическими размерами каверны, а именно углом наклона боковых стенок и распределением коэффициентов давления и теплоотдачи в полости Выявлено значительное влияние высокой степени внешней турбулентности на теплообмен Определен оптимальный угол наклона боковых стенок, соответствующий максимуму локальных коэффициентов теплоотдачи Исследованы дополнительные методы интенсификации теплоотдачи в каверне с помощью установки турбулизаторов на кромках каверны

Практическая ценность работы

Уменьшение размеров и веса теплообменных аппаратов и их эффективность в целом тесно связаны с необходимостью интенсификации процесса теплопередачи Одним из возможных практических приложений результатов работы являются рекомендации по выбору формы поверхностей для компактных теплообменников В работе на основе комплексного исследования течения в каверне показано, что, воздействуя высокотурбулентным внешним потоком и изменяя геометрию отрывного течения в выемке, можно эффективно управлять динамикой и теплоотдачей отрывного потока Полученные экспериментальные данные могут быть полезны для понимания механизма вихреобразования при отрыве потока в выемке и при исследовании отрывных течений в схожих конфигурациях Опытные данные могуг использоваться для верификации расчетных методов j еплообмена отрывных потоков Достоверность работы

Достоверность полученных экспериментальных данных определяется применением современных средств исследования отрывных течений, аттестацией экспериментальной базы, проведением тестовых опытов, анализом погрешностей измерения и подтверждается сопоставлением с имеющимися результатами других авторов На защиту выносится:

1 Результаты экспериментального исследования гидродинамической и тепловой структуры отрывного течения в каверне с различными углами наклона боковых стенок

2 Опы гные данные по влиянию геометрии каверны, включая дополнительные способы интенсификации теплоотдачи установкой малых ребер на кромках каверны, и повышенной внешней турбулентности на основные характеристики отрывных течений

3 Результаты анализа и обобщения экспериментальных данных для различных способов интенсификации теплообмена в каверне

Апробация работы

Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях VII Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей" (г Новосибирск, 2000г), IV и V Минском Международном форуме "Конвективный тепломассообмен" (г Минск, 2000,2004г), VI Всероссийской конференция молодых ученых "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (г Новосибирск, 2000г), 12th International Heat Transfer Conference (Grenoble, 2002), XXVI Сибирском теплофизическом семинаре (г Новосибирск, 2002г), Третьей российской национальной конференции по теплообмену (г Москва, 2002г ), 10th International Symposium on Flow Visualization (Kyoto 2002) Публикации

Всего по теме диссертации опубликовано 12 работ из них 2 научные статьи в рецензируемом издании, вошедшем в перечень, рекомендованный ВАК, 1

в научном зарубежном журнале, 7 зарубежных и отечественных научных конференций, 2 в сборниках научных трудов Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения Общий объем диссертации составляет 132 страницы, включая 81 рисунок и 31 таблицу Список используемых источников содержит 77 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, ее научная и практическая значимость, новизна работы, сформулированы задачи исследования, дано краткое содержание диссертации

В первой главе на основании анализа существующих эксперимен гальных и теоретических работ охарактеризовано состояние вопроса по изучению отрывного течения и теплообмена в поперечных траншеях Рассмотрены полученные в имеющихся работах схемы течений в зависимости от геометрических размеров и влияние предыстории потока на вихревые структуры и теплопере-нос Для полостей небольшого удлинения представлены некоторые особенности формирования трехмерных вихревых структур

В основном исследовались течения и теплообмен в кавернах с прямоугольной формой (Kistler, Tan, Fox, Алемасов, Richards, Ямамото, Накоряков, Мухин, Косефф, Хаген, Данак и др ) На формирование структуры отрывною течения в каверне сильное влияние оказывает соотношение межлу глубиной Н и шириной каверны L В зависимости от соотношения H/L существуют различные режимы течения с изменением формы, размеров, положения и количества основных вихрей в полости каверны Другой важной характеристикой, оказывающей влияние на структуру течения, является отношение размаха к ширине s=S/L Этот параметр определяет, какое течение реализуется в полости трехмерное или двумерное Наличие трехмерных вихревых структур в кавернах различных размеров при S/L < 10 подтверждается многими экспериментальными работами, в то время как при S/L > 10 течение носит чисто двумерный характер (Maull и East, Корнилов и др )

Сильное влияние на формирование трехмерного течения в каверне оказывают торцевые течения на боковых стенках (Косефф, Стриг, Горин, Исаев и др ) На характер течения в каверне также большое влияние оказывают такие параметры набегающего потока, как отношение толщины пограничною слоя к глубине каверны S/H и степень турбулентности набегающего потока Tu« С ростом толщины пограничного слоя происходит ослабление интенсивности вихревого движения в каверне и соответственно снижение коэффициентов давления и теплоотдачи, причем эти процессы более выражены при ламинарном обтекании полости Внешняя турбулентность воздействует на слой смешения отрывного течения за такими преградами как уступ и ребро и тем самым усиливает процессы переноса Однако исследования по обтеканию поперечных каверн потоками с высокой турбулентностью до настоящего времени не проводились

Важно отметить, что данных по тепловым характеристикам в кавернах существенно меньше, чем результатов по гидродинамическим характеристикам Вопрос, каким образом трехмерные структуры влияют на распределение коэффициентов давления и теплоотдачи по всей поверхности, а не только по дну каверны, отражен в литературе очень слабо В большинстве работ изучалась теплоотдача только от дна прямоугольной каверны (Ямамото, Hiwada), хотя основной вклад в суммарный теплообмен дает задняя стенка В литературе не рассмотрены такие важные с точки зрения интенсификации теплоотдачи и общего понимания механизма отрывных течений вопросы, как каверны с наклонными сгенками, влияние на теплообмен в кавернах внешней турбулентности набегающего потока, состояние кромок каверны - наличие вблизи них малых преград с высотой, на порядок меньший глубины каверны

Во второй главе описана экспериментальная установка, методы исследования отрывных течений и оценка погрешности измерений Подробно рассмотрены экспериментальные модели и проведен анализ выбора генераторов турбулентности В конце главы перечислены проведенные в работе эксперименты и приведены основные параметры потока воздуха в канале перед рабочим участком

В работе для всех геометрий каверн были проведены 1) сажемасляная визуализация, 2) термографическая визуализация, 3) измерение распределения коэффициентов давления, 4) изучение теплообмена

Исследования проводились на дозвуковой аэродинамической трубе Института теплофизики СО РАН Рабочий участок представляет собой канал квадратного сечения 200x200 мм2, длиной 600 мм Эксперименты проводились при скоростях набегающего потока воздуха U0= 5, 10, 20, 25, 30 и 35 м/с, что соответствует числам Рейнольдса, рассчитанным по глубине каверны, Ren = 2 104 — 1 4 105 Профили скорости измерялись с помощью термоанемометриче-ского комплекса DISA-55M Пограничный слой перед каверной был турбулентным при всех скоростях и его толщина составляла 5 ~ 20 - 35 мм В естественных условиях уровень турбулентности в канале равггялся TuoШ(у=\ 5 % Для повышения уровня внешней турбулентности в экспериментах использовались пассивные турбулизаторы типа "перфорированная пластина" и флажковый

генератор турбулентности Перфорированная пластина имела 81 отверстие диаметром 20 мм со степенью перфорации ~64 % и устанавливалась перед рабочим участком на расстоянии 330 мм от места расположения каверны Она обеспечивала степень турбулентности Ти0=б 5 % Генератор турбулентности флажкового типа представлял собой описанную выше перфорированную пластину с привязанными к ней в узлах решетки

Рис 1 Геометрические размеры каверны 8 - размах, Н - глубина, I, - ширина, Ф — угол наклона боковых сгенок

флажками-лентами и позволял увеличить турбулентность до Tu0= 1 б %.

Схема экспериментальной модели каверны показана на рис.1, где Н= 60 мм - ее глубина, />=60 мм - ширина но дну полости, 5=180 мм размах по ширине канала, гак что H/L =1 и относительное удлинение S/L-3. Угол наклона боковых стенок составлял (р = 30,45,60,70,80,90°,

Третья глава посвящена описанию техники проведения сажемасляноЙ и термографической визуализации. Представлены результаты, демонстрирующие эволюцию течения и температурные поля в каверне при изменении угла наклона боконых стенок.

Для получения картин течения на дне каверны смесь осветительного керосина и черной типографской офсетной краски наносилась на съёмное дно, выполненное из оргстекла. Для получения визуализациоиных картин вихреоб-разования на наклонных стенках и торнах они были оклеены прозрачной плёнкой. Смесь керосина и краски вносилась в полость каверны шприцем. Визуализация на торцах проводилась при вертикальном положении каверны.

Дли проведения термографической визуализации температурного поля внутри каверны наклонные боковые стенки и дно нагревались электрическим ленточным нагревателем, окрашенным в чёрный цвет, при условии q„ = const. Каверна устанавливалась в капал вертикально.

Рис.2. Сажемаеляивя визуализация картины вихреобразованпя в каверне с наклонными боковыми стенками, R«n~ К-Ю1.

Oh

90°

О 20 40 60

• 20 0 20 40 00 SO

-20 0 20 40 60 ВО

Рис.3. Теомо martin ческа и визуализаций п каверне. Пси - НТО'1. 7

На основе визуализационных исследований можно сделать следующие выводы

1) Полученные картины течения (рис 2 и 3) однозначно говорят о гом, что течение в каверне трехмерное, что согласуется с данными многих авторов

2) Структура течения в каверне с наклонными стенками носит ярко выраженный ячеистый характер

3) При изменении угла наклона боковых стенок ср от 90 до 30° отмечено изменение структуры основного вихря от одноячеистой к двухьячеисюй

4) При ReM= 3 9 101 для угла <р=70° зафиксирована неустойчивость течения, которую можно отнести к так называемому эллиптическому типу и вызванную действием асимметрично приложенных касательных напряжений При этом происходит перестройка течения, основной вихрь распадается на два, рис 3 и 4 В центре каверны наблюдается мощный поток массы от задней стенки к передней

5) При более высоком числе Рейнольдса, Ren = 12 105, неустойчивость течения в каверне возникает раньше, при угле <р=80°, но сохраняется и при угле Ф^70° На другие характеристики вихреобразования и структуры потока влияние числа Рейнольдса незначительное

6) Термографические исследования проведенные с помощью тепловизора Nec в целом подтвердили все отмеченные особенности вихреобразования полученные сажемасляной визуализацией

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования распределения статического давления в полости при изменении угла наклона боковых стенок Для измерения распределения статического давления в каверне в боковые наклонные стенки и дно были заделаны 70 приемников давления диаметром 0 8 мм

Изменение структуры потока при уменьшении угла наклона передней и задней стенок существенно отражается на поведении коэффициентов давления Ср=2(ргрпУри2 На рис 4 демонстрируется продольное распределение коэффициентов давления в центральном сечении Для углов ф = 90, 80,70 н 60° на передней стенке и дне наблюдается подобное распределение давления, которое несколько возрастает с уменьшением угла Давление на дне снижается по сравнению с передней стенкой Здесь имеет место разрежение, как и на задней стенке Давление достаточно сильно возрастает при приближении к выходной кромке Иной характер распределения давления отмечается для малых углов ф = 30° и 45° На передней стенке и дне каверны зафиксировано разрежение и имеет место существенное возрастание давления на задней стенке Для ф = 45° коэффициент Ср Fia выходной кромке примерно в два раза больше, чем при <р = 90°, а для (р = 30е точка присоединения смещается в каверну

На рис 5 показаны распределения коэффициентов давления по размаху на передней, задней стенке и дне каверны С уменьшением угла наклона более очевидной становится трехмерность течения Наиболее сильные изменения в распределении давления происходят в трансверсальном направлении по размаху каверны При угле ф = 90е давление в транверсалыюм направлении прак-

Передняя стснка Дно Zip — »—90 — — 80 —¿ — 70 — » — 60 — О —45 --л —• —30 п^ piSb^. rApi Задняя стенка Jsl

■ I ■ I ■ I ■ I ' I ____________ ' I 1 1 ' 1 1 1 ■ - ■ 1 ' 1 ' 1 ' 1 t—

О 0 2 0 4 0 б О S О 0 2 0,4 0 6 0,8 0 0 2 0,4 0 6 0 8 1,0

X/L

Рис 4 Распределение давления в миделевом сечении при Ren=8 104

тически равномерно на всех трех стенках При углах с неустойчивым течением ср = 80° и особенно ф = 70 и 60° с появлением подсоса массы по центру полости навстречу основному потоку распределения коэффициетов давления отличаются сильной несимметрией на передней стенке и дне с максимумом в центральном сечении и значительным разрежением у торцов Образование вихревой структуры из двух ячеек наиболее сказывается на распределении Ср для угла (р = 45°, имеющего на передней стенке и дне два минимума о центре ячеек и наоборот резкое увеличение давления у торцов Особенно ситьно давление возрастает на задней стенке, при этом центрам ячеек теперь соответствуют максимумы давления Для <р = 30° давление на всех стенках изменяется по размаху не столь существенно, как при других углах, а значение коэффициента давления на задней стенке является наибольшим

Эволюция течения в совокупности с распределениями давления косвенно указывают на сложный теплообмен в каверне и возможную интенсификацию теплоотдачи с уменьшением угла <р Изучению этого вопроса посвящена последняя глава диссертации

передняя стенка

дно

задняя сгепка

0 02 0 00 -0 02 0 04 0 06 -0 08 0 0 02 -004 0 06 0 08 0,10 0 3 0 2 0 1 0 0 0 1 02

Ср

Рис 5 Распределение давления в сечениях по размаху при Reji= 8 104

В пятой главе представлены опытные данные по теплообмену в каверне с разными углами раскрытия и рассмотрены некоторые дополнительные способы интенсификации локальной теплоотдачи Особое внимание уделено изучению влияния на теплообмен повышенной степени турбулентности набегающего потока Здесь же исследовано влияние предыстории потока в виде небольшого по сравнению с глубинои каверны ребра, установленного вблизи передней или задней ее кромки на тепловые характеристики и интенсификацию тегпоотдачи

В опытах поверхность боковых стенок и дна экспериментальной модели нагревалась электрическим ленточным нагревателем при граничном условии çt„,~const Плотность теплового потока рассчитывалась по подводимой к нагревателю электрической мощности за исключением радиационных и кондуктив-ных тепловых потерь Для оценки утечек тепла чере! пластину с обратной стороны каждой нагреваемой стенки были заделаны по 4 термопары В качестве нагревателя использовалась алюминиевая фольга толщиной 36 мкм Температура стенки измерялась хромель-копелевыми термопарами диаметром 0,2 мм в количестве 158 штук, размещенных в 13 сечениях вдоль и 4-х поперек каверны

На первом этапе в качестве тестовых были проведены опыты, когда дно каверны устанавливалось вровень с пластиной Данные опытов, обработанные с учетом влияния динамической предыстории, дали хорошее соответствие с классическими формулами Кэйса, Кутателадзе, Леонтьева Следующая серия была посвящена сопоставлению с результатами других авторов для каверн с квадратным поперечным сечением Полученные данные (рис 6) совпадают с результатами Yamamoto и Fox Возможной причиной отличия от результатов полученных Richaids, Шапорин, Третьяков, может быть несовпадение в динамических условиях перед каверной

Изменение локальных коэффициентов теплоотдачи, представленных на рис 7 в миделевом сечении каверны для различных углов наклона стенок (р при Reü=8 104, связано с наблюдаемым изменением структуры течения в каверне На задней стенке высокие значения коэффициентов наблюдаются при малых углах и они снижаются при увеличении (р Исключением является (р=70°, для которого, в виду особенностей вихревых структур, локальные коэффициенты теплоотдачи еще ниже, чем для ср=90° На дне теплообмен практически одинаков для всех углов и начинает расслаиваться от угла только на границе с задней стенкой На передней стенке значения локального коэффициента теплоотдачи снижаются с уменьшением угла наклона стенок каверны Это вызвано тем, что на малых углах основной пихрь уже не соприкасается с передней стенкой

Для оценки общего уровня теплоотдачи от каверны при разных углах раскрытия, рассмотрим поведение средних по всей поверхности значений коэффициентов теплоотдачи при вариации чисел Re|t Эти данные, полученные осреднением локальных коэффициентов теплоотдачи по стенкам каверны, представлены на рис 8 Можно отметить, что максимум средних значений коэффициентов теплоотдачи имеет место для угла tp=60° Более отчетливо это можно наблюдать на рис 9, где показана зависимость среднего числа Нуссельта Nuip от числа Рейнольдса Ren Минимальные значения числа Нуссельта имеют

Nu

100

10

—л—Yamamoto —v— Richards —□— Fox —O—Третьяков и др —а—Шапорин и др —*— Полученные данные

ю

10

10J

Re.

Рис 6 Среднее число Нуссе 1ыа Ыиср для квадратных каверн 11=1 2„

а, [Вт/м К] 180

160140120100806040-

I ¡средняя стенка Z<p, (градус)

Дно

Задняя стенка

—*— 90 —•— 80 —л— 70 —60 — □— 45 30

т

т

—ÍSfíМфЧ

¡í.Í.A.^Ü*4

■180

-160

■140

-120

-1C0

-80

-60

-40

0 02 04 06 08 0 0,2 0,4 0,6 0,8 0 02 04 06 08 1 0

х/Ь

Рис 7 Распределение локальных коэффициентов теплоотдачи в миделевоч

acp,¡iWiq

сечении каверны, Rcn=8 10

ср

Zip (градус) -а—45[Митяков] -«-30 -а-45 -J.-60 -л-70 -•-80 -о-до

Nu~Re

<М)

30 40 50 60 70 80 90 ф, [градус]

Рис 8 Средние значения коэффициентов теплоотдачи

10 000

100 000 Кеи

Рис 9 Зависимость среднего по поверхности числа Нуссспьта от числа Рейнольдса для разных углов (р

место при (р=90°, при всех остальных углах ф значения лежат выше, т е при уменьшении угла наклона боковых стенок происходит интенсификация теплообмена относительно прямоугольной каверны Оптимальным углом с точки зрения интенсификации теплообмена в каверне за счет варьирования угла наклона боковых стенок, является угол ф=60°, при котором теплообмен повышается в ~1 3 раза Наименьшая интенсивность теплообмена имеет место в квадратных кавернах Данные Митякова для траншеи с углом <р = 45° в целом коррелируют с результатами настоящего исследования Как видно из рис 9 угол наклона в зависимости Nu~Re<2/3> при числах Re соответствует закономерностям теплообмена с превалирующим влиянием диффузионного механизма переноса кинетической энергии турбулентности

Известно, что внешняя турбулентность заметно интенсифицирует теплоотдачу в отрывной области за единичной преградой (Эпик, Терехов, Ярыгина, Жданов) Для поперечных каверн данных по обтеканию их высоко турбулизи-рованными потоками нет В связи с этим было проведено изучение влияния повышенной степени турбулентности на теплообмен в каверне при различных углах наклона боковых стенок

Влияние повышенной турбулентности набегающего потока на поведении средних коэффициентов теплоотдачи в зависимости от угла ф демонстрируется рис 10 При увеличении уровня турбулентности основного потока Ти0 заметен рост средних по поверхности значений коэффициентов теплоотдачи для всех углов ф и чисел Рейнольдса Характер распределения аср при повышении Ти0 практически не меняется Заметно некоторое его увеличение при самой высокой в экспериментах турбулентности Ти0=16% для самого малого угла наклона стенок ф=30° Оптимальным углом для интенсификации теплообмена за счет 1еометрии при повышенной турбулентности потока также, как и при естественной турбулентности, является угол ф=60°

Для усиления теплоотдачи в каналах энергоустановок и компактных теплообменниках применяются интенсификаторы теплообмена, представляющие

асрдвт/м^к]

140120100-ВО 6040 20

Tu = 1 53 %

Tu - 6 5 %

\

/-О, •

—/VA

160 ■140 120 ■100

/ \ J* \

Tu = 15 9 %

Re,,

--<>—2 10

о -80

4 1(Г -б 104

-8 10" 1 105

—о- 1 2 10" -■- 1 4 105

30 40 60 60 70 80 90 30 40 60 60 70 80 ВО 30 40 50 60 70 80 90 ф, [градус]

Рис 10 Значения средних по поверхности коэффициентов теплоотдачи при различных степенях турбулентности

собой систему невысоких ребер Значительный прикладной интерес представляет применение подобных интенсификаторов и на кромках каверны, что позволяет эффективно управлять процессами теплообмена В данной работе были проведены опыты с ребрами, высотой Л, на порядок меньшей глубины каверны, установленными как перед каверной, так и за ней, поскольку в отрывном течении условия вниз по потоку оказывают влияние па вихреобразование в каверне Влияние высоты ребра к и места положения ребра перед передней кромкой на теплообмен в каверне продемонстрировано на рис 11а и рис 116 соответственно Значения Миср на графике обезразмерены в первом случае на значения Ыиср при отсутствии ребра, во втором случае - на значения Ыиср для случая ребра на передней кромке Установка ребра перед каверной с углами ср-70 и 45° не влияет на теплообмен в каверне Однако при угле ф=90° наблюдается незначительное увеличение значений ]Чиср с увеличением высоты ребра до величины А=5 мм, далее при Ь=7 5 мм происходит понижение теплообмена более, чем на 30% Смещение ребра вверх по потоку в свою очередь также приводит к слабому увеличению теплообмена, более заметному для прямоугольной каверны -в 1 2 раза при 5^=10 мм (рис 116)

Рис 11 Влияние установки шпенсификатора теплообмена перед каверной на относительное число Нуссельта

Влияние ребра, установленного за каверной, показано на рис 12 Для угла ф=90° ребро высотой /1=2 5 и 5 мм практически не влияет на теплообмен, ребро высотой /1=7 5 мм увеличивает теплоотдачу в 1 2 раза Для каверны с углом ф=70° ребро высотой к=2 5 мм не оказывает влияния на теплоотдачу, но более высокие ребра при числах Рейнольдса, больших Яен=8 104, интенсифицируют теплоотдачу в среднем в 1 6 раза

Таким образом, изменение геометрии каверны, повышение внешней степени турбулентности Ти0 и установка малого ребра вблизи кромок приводят к повышению теплообмена в каверне Совместное использование нескольких методов дает усиленный прирост теплообмена Для определения оптимальных режимов повышения теплообмена была рассмотрена интенсификация теплообмена данными способами по сравнению с прямоугольной каверной в условиях малой турбулентности Ти0=1 5 %

]ЧиЬ ппЛЧи11 пп ср90 ср90

1Чиср70/1Чиср70

1 6 //

1 4 /7

//

1,2- V -

1 0 •__л-^ А---

'X,

И, мм -'-25

-♦-75

120 000

120 000

Рис 12 Влияние установки ребра за каверной, на относи гелыюе число Нусссчьта

На рис 13 показано нормированное число Нуссельта при совместном использовании изменения геометрии и повышения степени турбулентности набегающего потока При оптимальном угле <р=60°, средняя теплоотдача в каверне при Ти0=6 5 % увеличивается в ~1 5 раза, при 1и0=15 9 % интенсификация теплоотдачи достигает 1 8 раза

Дополнительную интенсификацию теплообмена обеспечивает установка преград на кромках каверны, как это видно из рис 11

1Ч.Т ЛЧ.Т Ти=1 5 мм

N11 /N11

ср ср90

2,0-1

1,8 1,6 1,4-1 1,2 1,0 0,80,6

Ти = 1 53 % . Ти = 6 5 % . Ти=15 9%

А ■А — Л—Л—й — Я — й- У А' ¿ф •—■—30 —¿—70 — 45 —»—80 "—А—60 —4—90

50 000 100 000

50 000 100000

Ис.

50 000 100 000

-2,0 -1,8 1,6 -1,4 ■1,2 1,0 0,8 0,6

Рис 13 Интенсификация теплообмена ча счет изменения геометрии каверны и степени турбулентности

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1 Создан экспериментальный стенд и проведен цикл экспериментальных исследований динамических и тепловых характеристик в каверне при изменении угла наклона боковых стенок, внешней степени турбулентности,

предыстории потока при установке на одной из кромок каверны преград различной высоты

2 Результаты как сажемаслянои, так и термографической визуализации, измерения распределений давления и температур показало, что течение в каверне носит ярко выраженный трехмерный характер При углах наклона боковых стенок каверны ф=60 или 70° в зависимости от числа Реи-нольдса вследствие возникающей неустойчивости характер вихреобразо-вання изменяется Вместо одной вихревой структуры образуется структура из двух ячеек

3 Показано, что при уменьшении угла наклона боковых стенок происходит усиление теплообмена Максимальная интенсификация теплоотдачи приходи гея на угол с неустойчивым режимом течения (ф=60°), при котором теплоотдача увеличивается в среднем в 1 3 раза

4 Увеличение внешней турбулентности приводит к росту теплообмена в каверне со слабой зависимостью от угла наклона боковых стенок При степени турбулентности Ти0=6 5 % теплоотдача в среднем повышается в 1 2 раза, при Ги0=15 9 % в 1 5 раза

5 Установка невысокого по сравнению с глубиной каверны дополнительного ребра перед каверной практически не влияет на уровень теплообмена Исключение составляет прямоугольная каверна, в которой при высоте ребра /;///= 0 125, происходит ослабление теплоотдачи на 30% Сдвиг ребра, установленного перед каверной, вверх по потоку приводит к повышению теплоотдачи Установка ребра за каверной максимально повышает уровень теплоотдачи в ~1 7 раза в каверне с наклонными стенками, Ф=70°, при высотах ребра h/H=0 083 и h/IM) 125, начиная с чисел Рей-нольдса Ren=8 104

6 Совместное использование различных способов интенсификации дает значительный рост теплообмена Максимум интенсификации при использовании изменения геометрии и повышения внешней турбулентности Ти0 приходится на угол ф=60° Увеличение теплоотдачи составляет при TU(y=6 5 % - 1 5 раза, при Tu0=16% - 1 8 раза Одновременное использование изменения геометрии и установки ребра за каверной максимально повышает теплообмен в ~1 9 раза в каверне с углом наклона ф=70° при высоте ребра h/H=0 083 или h/H= 0 125

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Эволюция течения в поперечной траншее при изменении угла наклона боковых стенок // Материалы VII Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей" НГАСУ, Новосибирск, 2000 выпуск 7 -С 156-158

2 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю , Шапорин А В Особенности вихреобразования и теплообмена в трехмерных поперечных транше-

ях // Материалы IV Минского международного форума "т 1 Конвективный тепломассообмен" Минск, 2000 -С 28-35

3 Дьяченко А Ю Сажемасляная визуализация течения в кавернах различной геометрии//сб науч тр НГТУ №3(20), 2000 -С 46-51

4 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Термографическая визуализация течения в каверне с наклонными стенками // сб науч тр НГТУ №31(27), 2002 -С 33-38

5 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Интенсификация теплоотдачи при перестройке течения в поперечной наклонной каверне // Материалы XXVI Сибирского теплофизического семинара, -Новосибирск ИТ СО РАН 17-19 июня, 2002 CD-1SBN-5-89017-025-2 -9 с

6 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Влияние вихревой структуры в наклонной каверне на теплообмен // Материалы Ш-ей Российской национальной конференции по теплообмену РНКТ - 3 —Москва, 21-25 октября 2002 -Т 6 -С 205-208

7 Терехов В И , Ярыгина Н И, Дьяченко А Ю Теплообмен в поперечной траншее с наклонными стенками в турбулизированном потоке // Материалы V Минского международного форума по тепломассообмену, -Минск ИТМО, 24-28 мая, 2004 CD Секция 1-Конвективный тепломассообмен - № 1-29 -9 с

8 Terekhov V I, Yatygma N I, D'yachenko A Yu Turbulent heat transfer in a crossflow cavity with inclined sidewalls //Proceedings of the Twelfth International Heat Transfer Conference, Grenoble, France August 18-23, 2002, Heat Transfer 2002, V 2, P 615-619 [Турбулентный теплообмен в поперечной каверне с наклонными стенками]

9 Terekhov V I, Yarygma N I, D'yachenko A Yu Thermo and aerodynamic visualization study of the flow in a rectangular cavity with inclined walls // Proceedings of 10th International Symposium on Flow Visualization -ISFV10 Kyoto, Japan August 26-29, 2002 CD-ROM -P 4 [Термографическая и аэродинамическая визуализация течения в квадратной каверне с наклонными стенками]

10 Terekhov V I, Yarygma N I, D'yachenko A Yu Heat Transfer in a Trans-veise Extended Cavity with Inclined Walls in a Turbuhzed Flow // Heat Tiansfei Research, -2006 -V 37, №5 -P 383-394 [Теплообмен в поперечной открытой каверне с наклонными стенками в турбулентном потоке]

11 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Обтекание турбулентным потоком поперечной каверны с наклонными боковыми стенками Часть

1 Структура потока//Прикладная механика и техническая физика, 2006 Т 47 № 5, -С 68-76

12 Терехов В И , Ярыгина Н И , Дьяченко А Ю Обтекание турбулентным потоком поперечной каверны с наклонными боковыми стенками Часть

2 Особенности теплообмена в низкотурбулентном потоке //Прикладная механика и техническая физика, 2007 -Т 23 №4, -С 28-36

Отпечатано в типографии Новосибирского государственного технического университета 630092, г Новосибирск, пр К Маркса, 20,

тел /факс (383) 346-08-57 формат 60x84/16, объем 1,25 п л , тираж 100 экз , заказ № 656, подписано в печать 12 04 07 г

СПИСОК ПРИНЯТЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОТРЫВНЫЕ ТЕЧЕНИЯ В КАВЕРНАХ И ИХ

ОСОБЕННОСТИ. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ

ИССЛЕДОВАНИЯ.

2.1. Аэродинамический стенд.

2.2. Экспериментальные модели и условия проведение экспериментов.

2.3. Измерительная аппаратура и обработка результатов.

2.4. Оценка погрешностей измерения основных величин.

ГЛАВА 3. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ТЕЧЕНИЯ В КАВЕРНЕ.

3.1. Сажемасляная визуализация.

3.2. Термографическая визуализация.

ГЛАВА 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ НА СТЕНКАХ

КАВЕРНЫ.

ГЛАВА 5. ТЕПЛООБМЕН В КАВЕРНЕ И СПОСОБЫ ЕГО

ИНТЕНСИФИКАЦИИ.

5.1. Тестовые испытания моделей.

5.2. Влияние изменения угла наклона стенок на теплообмен.

5.3. Влияние степени турбулентности набегающего потока на теплообмен.

5.4. Влияние дополнительного интенсификатора на теплообмен.

К настоящему моменту выполнено большое количество исследований гидродинамических и тепловых характеристик отрывных течений, обусловленных многочисленными техническими приложениями. Такой прикладной задачей, связанной с отрывом потока, является обтекание выемок, углублений и полостей. Резкое изменение геометрии поверхности за счет углублений часто встречается на различных летательных аппаратах, в обшивках кораблей, в проточных трактах компрессоров, турбин, камер сгорания, в каналах теплообмен-ных аппаратов и других технических устройствах. Присутствие выемок изменяет сопротивление и используется для управления потоком на аэродинамических поверхностях. Однако наряду с динамикой течения большой интерес представляет подробное изучение теплообмена при обтекании каверн. С одной стороны законы теплообмена в отрывных течениях изучены не достаточно подробно, с другой стороны они необходимы при расчёте и проектировании многих инженерных конструкций.

Отрыв потока жидкости или газа весьма важное и сложное явление, одно из многих характерных свойств вязкого течения. Основными особенностями отрывных течений при обтекании каверн являются значительные градиенты давления, искривление линий тока, высокий уровень турбулентных пульсаций скорости, в результате чего в отрывном течении наблюдается попеременное изменение направления скорости на противоположное, так называемое реверсирование потока. Классическая концепция отрыва потока связана с вязкостью, поэтому её часто называют "отрывом пограничного слоя". Отрыв пограничного слоя при обтекании каверны и его присоединение приводят к возникновению специфической структуры течения, существенно влияющей на теплообмен и сопротивление.

В проведенных многочисленных исследованиях течения в прямоугольной каверне широко рассмотрено влияние геометрии полости на структуру потока. В то же время исследования по изучению влияния угла наклона практически отсутствуют, и этот вопрос до настоящего времени остался невыясненным. Также недостаточно изучено влияние внешней турбулентности.

Цель настоящей работы

1. Экспериментально исследовать отрывное течение в каверне с наклонными стенками.

2. Выяснить влияние геометрии полости (угла наклона боковых стенок) на аэродинамическую структуру течения и теплообмен.

3. Определить значения угла наклона боковых стенок, соответствующее максимуму средней теплоотдачи от каверны.

4. Экспериментально определить влияние степени турбулентности основного потока на динамические и тепловые характеристики.

5. Исследовать возможности управления теплообменом с помощью малых, на порядок меньших, чем глубина каверны, ребер вблизи кромок полости.

Актуальность работы

При конструировании машин и аппаратов часто возникает необходимость ослабить или усилить передачу теплоты, поэтому возможность управления теплообменом является очень важной задачей и до настоящего времени злободневной, так как позволяет защитить стенки проточных трактов от высокотемпературных потоков, облегчить конструкции, уменьшить материальные затраты. С этой точки зрения особый интерес представляет способ пассивной интенсификации теплообмена. Пассивные интенсификаторы теплообмена отличаются простотой изготовления и высокой надёжностью. Управление теплообменом за счёт геометрии поверхности, а именно в форме каверны с наклонными стенками, требует понимания структуры течения в полости, особенностей вихреоб-разования и выбора оптимального угла наклона. Течения в подобных энергетических установках как правило являются высокотурбулентными, поэтому актуальной является также проблема воздействия высокой турбулентности на отрывные течения.

Научная новизна работы

Проведено систематическое экспериментальное исследование течения в каверне с переменным углом наклона боковых стенок. Отслежена эволюция течения при изменении в широком диапазоне угла наклона боковых стенок и числа Рейнольдса набегающего потока. Найдена взаимосвязь между геометрическими размерами каверны, а именно углом наклона боковых стенок, и распределением коэффициентов давления и теплоотдачи в полости. Установлено влияние степени внешней турбулентности на теплообмен. Определен оптимальный угол наклона боковых стенок, соответствующий максимуму теплоотдачи. Выявлены дополнительные условия интенсификации теплоотдачи в каверне за счет внесения возмущений в пристеночное течение в окрестности кромок каверны.

Практическая ценность работы

Уменьшение размеров и веса теплообменных аппаратов тесно связано с необходимостью интенсификации процесса теплопередачи. Одним из возможных применений результатов работы является выбор формы оребрения для компактных теплообменников. В работе на основе комплексного исследования течения в каверне показано, что, воздействуя высокотурбулентным внешним потоком и изменяя геометрию отрывного течения в выемке, можно эффективно управлять аэродинамикой и теплоотдачей отрывного потока. Полученные экспериментальные данные составляют основу инженерных методов расчета отрывных течений в схожих конфигурациях. Опытные данные могут использоваться для верификации расчетных методов теплообмена отрывных потоков.

Достоверность работы

Достоверность полученных экспериментальных данных определяется проведением тестовых опытов, анализом погрешностей измерения и подтверждается сопоставлением с имеющимися результатами других авторов.

В первой главе сделан обзор материалов, посвящённых исследованию отрывных течений в кавернах. Рассмотрено влияние геометрических размеров каверны и предыстории потока на вихревые структуры и теплоперенос. Представлены некоторые особенности появления трёхмерных вихревых структур.

Во второй главе описана экспериментальная установка, методы исследования отрывных течений и оценка погрешности измерения. Подробно рассмотрены экспериментальные модели и проведен анализ выбора генератора турбулентности. В конце главы приведены параметры потока воздуха в канале перед каверной и диапазоны изменения параметров экспериментов, проведенных в работе.

Третья глава посвящена детальному описанию техники проведения са-жемасляной и термографической визуализации. Представлены результаты, демонстрирующие эволюцию течения в каверне при изменении угла наклона боковых стенок.

В четвертой главе приведены результаты экспериментального исследования распределения статического давления в каверне при изменении угла наклона боковых стенок.

В пятой главе представлены опытные данные по теплообмену в каверне и рассмотрены некоторые дополнительные способы его интенсификации. Особое внимание уделено изучению влияния на теплообмен повышенной степени турбулентности потока. Здесь же исследовано влияние предыстории потока на характеристики теплообмена в каверне и его интенсификацию.

Личный вклад. Работа выполнена в тесном соавторстве с Тереховым В.И. и Ярыгиной Н.И. Терехов В.И. является научным руководителем работы, ему принадлежит постановка задачи и обсуждение результатов. Ярыгина Н.И. осуществляла руководство экспериментальной программой и принимала участие в обсуждении полученных результатов. Автору принадлежит разработка и создание экспериментальных участков, проведение тестовых и отладочных экспериментов, а также основного цикла экспериментов и их обработки. Апробация работы

Основные результаты исследований доложены и обсуждены на Всероссийских и Международных научно-технических конференциях: VII Международной конференции "Устойчивость течений гомогенных и гетерогенных жидкостей" (г. Новосибирск, 2000г.); IV и V Минском Международном форуме "Конвективный тепломассообмен" (г. Минск, 2000,2004г.); VI Всероссийской конференция молодых учёных "Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики" (г.Новосибирск, 2000г.); 12th International Heat Transfer Conference (Grenoble, 2002); XXVI Сибирском теплофизическом семинаре (г. Новосибирск, 2002г.); Третьей российской национальной конференции по теплообмену (г. Москва, 2002г.); 10th International Symposium on Flow Visualization (Kyoto 2002). Публикации

Всего по теме диссертации опубликовано 12 работ: из них 2 научные статьи в рецензируемом издании, вошедшем в перечень, рекомендованный ВАК; 1 в научном зарубежном журнале; 7 зарубежных и отечественных научных конференций; 2 в сборниках научных трудов. Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложения. Общий объем диссертации составляет 132 страницы, включая 81 рисунок и 31 таблицу. Список используемых источников содержит 77 наименований.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Течение в каверне носит трёхмерный характер. Это подтверждается результатами сажемасляной и термографической визуализаций, измерением распределения давления и температур.

2. При изменении геометрии каверны, а именно уменьшении угла наклона боковых стенок происходит повышение теплообмена. Существует оптимальный угол при котором интенсификация теплообмена максимальна это угол 60° при котором теплообмен увеличивается в среднем в 1.27 раза.

3. Увеличение внешней турбулентности приводит к увеличению теплообмена в каверне. При повышении до Ти0=6.5 % теплообмен в среднем повышается в 1.17 раза, до Ти0=15.9 % в 1.45 раза.

4. Установка невысокого по сравнению с глубиной каверны дополнительного ребра высотой h = 2.5; 5; 7.5 мм перед каверной не оказывает влияния на теплообмен (исключение ф=90° h=7.5 мм происходит ослабление теплообмена до 0.6 раза). Сдвиг ребра установленного перед каверной вверх по потоку даёт увеличение теплообмена, наилучший результат при ф=90° h=5 мм и L=10 мм в 1.2 раза.

5. Установка ребра за каверной максимально повышает уровень теплообмена в -1.65 раза при ф=70° h=5,7.5 мм начиная с ReH=8T04.

6. Совместное использование нескольких способов интенсификации теплообмена даёт дальнейший рост теплообмена. Максимум интенсификации при использовании изменения геометрии и увеличения Tu приходится на угол 60 и составляет при Tuo=6.5 % в 1.5 раза, при Тио=15.9 % в 1.8 раза. Совместное использование изменения геометрии и установки ребра за каверной максимально повышает теплообмен при ф=70 h=5 мм и h=7.5 мм в ~ 1.9 раза

7. Наибольший эффект роста теплоотдачи в каверне предположительно может быть достигнут при совместном использовании всех перечисленных способов интенсификации теплообмена - изменения геометрии, повышения внешней турбулентности, установки малых ребер.

1. Алемасов В.Е., Глебов Г.А., Козлов Л.П. Термоанемометрические методы исследования отрывных течений. Казань: КФ АН СССР, 1990. -177 с.

2. Белов И.А., Исаев С.А., Коробков В.А. Задачи и методы расчета отрывных течений несжимаемой жидкости Ленинград: Судостроение, 1983. -256 с.

3. Богатырёв В.Я., Горин А.В. О торцевых эффектах в траншеях прямоугольного поперечного сечения // Сб. науч. тр. Градиентные и отрывные течения. Новосибирск, 1976.-С. 132-139.

4. Богатырёв В.Я., Дубнищев Ю.Н., Мухин В.А., Накоряков В.Е., Соболев B.C., Уткин Е.Н., Шмойлов Н.Ф. Экспериментальное исследование течения в траншее. // ПМТФ, 1976. № 2. -С. 76-86.

5. Блэр. Влияние турбулентности внешнего потока на теплообмен и развитие среднего профиля турбулентного пограничного слоя. Часть I. Экспериментальные результаты. Часть II. Анализ полученных результатов //Теплопередача, 1983. -Т.105, № 1. -С. 32-48.

6. Богатырёв В.Я., Мухин В.А. Экспериментальное исследование касательного напряжения на стенках траншеи // Сб. науч. тр. Градиентные и отрывные течения. Новосибирск. № 19 -С. 117-131.

7. Болгарский А.В., Мухачёв Г.А., Щукин В.К. Термодинамика и теплопередача//Москва. Высшая школа, 1975. -495 с.

8. Волчков Э.П., Семёнов С.В. Основы теории пограничного слоя // Учебное пособие. Новосибирск: РАН. Институт теплофизики, 1994. -224 с.

9. Гольдштик М.А. Математическая модель отрывных течений несжимаемой жидкости // ДАН СССР, 1962 Т.147, № 6.

10. Горин А.В., Обзор моделей расчёта течения несжимаемой жидкости в квадратной каверне // Сб. науч. тр. Градиентные и отрывные течения. -Новосибирск. №19-С. 85-115.

11. Грайхен К., Корнилов В.И. О некоторых особенностях турбулентного течения в каверне квадратного сечения // Институт теоретической и прикладной механики, 1994. Препринт № 11-94.

12. Дегтярева В.В., Мухин В.А., Накоряков В.Е. Экспериментальное исследование массообмена в осесимметричных кавернах // Инженерно-физический журнал, 1982. -Т.43, № 2. -С. 181-186.

13. Дьяченко А.Ю. Сажемасляная визуализация течения в кавернах различной геометрии // Сборник научных трудов НГТУ, 2000. № 3 (20). -С. 46 51.

14. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я. Тепломассообмен и гидродинамика турбулизированных потоков. Киев: Наукова думка, 1985. -67 с.

15. Дыбан Е.П., Эпик Э.Я., Юшина JI.E. Теплообмен на продольно обтекаемой пластине при наличии отрыва и турбулизации внешнего потока // Пром. Теплотехника, 1995. -Т.17, № 1-3. -С. 3-12.

16. Жак В.Д., Мухин В.А., Накоряков В.Е. Трёхмерные вихревые структуры в кавернах // ПМТФ, 1981. № 2. -С. 54-58.

17. Жданов Р.Ф. Влияние повышенной внешней турбулентности на аэродинамику и теплообмен отрывных течений: дис. . канд. техн. наук. -Новосибирск, 2002. -140 с.

18. Зайдель А. Н. Ошибки измерения физических величин. JL: Наука, 1974. -108 с.

19. Исаев С.А., Леонтьев А.И., Кудрявцев Н.А. Численное моделирование гидродинамики и теплообмена при турбулентном поперечном обтекании траншеи на плоской поверхности. // ТВТ, 2005. Т.43, №1. -С.86-99.

20. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача // Энергия, 1975. —488 с.

21. Исомото, Хонами. Влияние интенсивной входной турбулентности на процесс присоединения при обтекании обратного уступа // Современное машиностроение, 1989. Серия А, № 10. -С. 97-104.

22. Клайн. Задачи анализа погрешностей // Теоретические основы инженерных расчетов, 1985. Т. 107, № 2, -С. 91-101.

23. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Заякин А.К. Характеристики вектора поверхностного трения в турбулентных отрывных и присоединяющихся потоках // Из. РАН. Энергетика, 1988. №4, -С. 3-31.

24. Кочин Н.Е., Кибель И.А., Розе Н.В. Теоретическая гидромеханика, часть 1. -М.: Физматгиз, 1963.-584 с.

25. Лариков Н.Н. Общая теплотехника М.: Стройиздат, 1975. -559 с.

26. Ларичкин В.В. Аэродинамика цилиндрических тел и некоторые инженерные задачи экологии. Новосибирск: изд-во НГТУ, 2006. -304 с.

27. Ларичкин В.В., Яковенко С.Н. Влияние толщины пограничного слоя на структуру пристенного течения с двумерным выступом // ПМТФ, 2003. -Т.44, №3, -С.76-91.

28. Маликов Г.К., Шлеймович Е.М., Торицын Л.Н. Численное исследование турбулентного конвективного теплообмена при отрывном течении в каналах // Тепломассообмен VII. Минск: ИТМО АН БССР, 1984. - Т.№ 1, Ч. 1.-С. 126-131.

29. Михеев Н.И. Динамика пространственных полей поверхностного трения в турбулентном отрывном течении // Доклады академии наук, 1999. Т.364, №4, -С. 479-482.

30. Михеев Н.И. Пространственно-временная структура турбулентных отрывных течений: дис. . докт. техн. наук. Казань: КГТУ им. А.Н.Туполева, 1998. -227 с.

31. Михеев М.А., Михеева И.М., Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1977. -344 с.

32. Митяков В.Ю. Возможности градиентных датчиков потока на основе выступа в теплотехническом эксперименте: дис. . докт. техн. наук. Ст-Петербург, 2005. -239 с.

33. Пядишюс А., Шланчяускас А. Турбулентный теплоперенос в пристенных слоях. Вильнюс: MOKJLAC, 1987. -239 с.

34. Сапожников С.З., Митяков В.Ю., Митяков А.В. Градиентные датчики теплового потока. СПБ: Изд-во СПБ ГТУ, 2003. -168 с.

35. Смольяков А.В., Ткаченко В.М. Измерение турбулентных пульсаций. Л.: Энергия, 1980. -264 с.

36. Терехов В.И., Ярыгина Н.И. Законы теплообмена в обтекаемых турбулентным потоком траншеях // Журнал "Пром. Теплотехника", 1997.1. Т.19,№ 4-5.-С. 127-130.

37. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Жданов Р.Ф. Особенности течения и теплообмена при отрыве потока за уступом и ребром. 1. Структура течения. //ПМТФ, 2002. Т.43, №6. -С. 126-133.

38. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Жданов Р.Ф. Особенности течения и теплообмена при отрыве потока за уступом и ребром. 2. Теплообмен в отрывном течении. // ПМТФ, 2003. Т.44, №4. -С. 83-94.

39. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Жданов Р.Ф. Теплообмен за обратным наклонным уступом в турбулизированном потоке // Журнал Теплофизика и аэромеханика, 1998. Т.5, № 3. -С. 377-385.

40. Терехов В.И., Ярыгина Н.И., Шапорин А.В. Теплоотдача в трехмерном отрывном течении прямоугольной каверны // Промышленная теплотехника, 1999. Т.21, № 2-3. -С. 22-25.

41. Хаген P.JI., Данак A.M., Теплообмен в области отрыва турбулентного ( пограничного слоя при обтекании впадины //. Теплопередача, 1967. -Т.89, № 4. -С. 62-69.

42. Чекел. Измерения турбулентности, генерируемой перфорированными пластинами со степенью перфорации 40 % // Теоретические основы инженерных расчетов, 1986. № 1. -С. 213-229.

43. Чжен П. Отрывные течения, т.2. -М.: Мир, 1973. -280 с.I

44. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. -Москва, 1956. -528 с.

45. Ямамото X., Секи Н., Фукусако С. Теплоотдача вынужденной конвекцией от нагретого дна полости // Теплопередача, 1979. -V.101, №3. -Р. 119-134.

46. Albensoeder S., Kuhlmann Н.С., Linear stability of rectangular cavity flows driven by anti-parallel motion of two facing walls // Journal of Fluid Mechanics, 2002.-V.45 8,-P. 153-180.

47. Anderson P.D., Galaktionov O.S., Peters G.W., Vosse. F.N., Meijer H.E., Analysis of mixing in three-dimensional time-periodic cavity flows // Journal of Fluid Mechanics, 1999.-V.386,-P. 149-166.

48. Baines W. D., Peterson E. G. An investigation of flow through screens // Trans. ASME, 1951, July. -V.73. -P. 467-480.

49. Blohm H., Kuhlmann H.C., The two-sided lid-driven cavity experiments on stationary and time-dependent flows // Journal of Fluid Mechanics, 2002. -V.450.-P. 67-95.

50. Chapman D.R., Kuehn D.M., Larson H.K., Investigation of Separated Flow in Supersonic and Subsonic Streams with Emphasis on the Effect of Transition // NASARept 1356,1958.

51. Charwat A.F., Roos J.N., Dewey F.C., Hitz J.A., An Investigation of Separated Flows Part I: The Pressure Field // Journal of the Aerospace Sciences, June 1961, -V.28, № 6, -P. 457-470.

52. Charwat A.F., Roos J.N., Dewey F.C., Hitz J.A., An Investigation of Separated Flows Part II: Flow in Cavity and Heat Transfer // Journal of the Aerospace Sciences, July 1961. -V.28, № 7, -P. 513-527.

53. Jacobson S.A., Reynolds W.C., Active control of streamwise vortices and streaks in boundary layers // Journal of Fluid Mechanics, 1998. -V.360, -P. 179-211.

54. Gosman, A.D., Khalil, E.E. and Whitelaw, J.H., The calculation two dimensional of turbulent recirculating flows, Turbulent Shear Flows 1, Springer Verlag, Heidelberg, 1979.

55. Guermond G.L., Migeon C., Pineau G., Quartapelle L., Start-up flows in a threei,dimensional rectangular driven cavity of aspect ratio // Journal of Fluid Mechanics, 2002. -V.450, -P. 169-199.

56. Hiwada M., Mabuchi I., Kumada M. Three-Dimensional Flow and Heat Transfer in a Rectangular Cavity // Heat Transfer. Japanese Research, Jan-Mar. 1985.-V.14.№l.-P 75-95.

57. Horner M., Metcalfe G., Wiggins S., Ottino G.M., Transport enhancement mechanisms in open cavities // Journal of Fluid Mechanics, 2002. -V.452, -P. 199-229.

58. Fox J., Heat transfer and air flow in a transverse rectangular notch. // Heat Mass Transfer, 1965. -V.8. -P 269-279.

59. Kistler A.L., Tan F.C. Some Properties of Turbulent Separated Flows // The Physics of Fluids Supplement, 1967. -V.10. № 9 (2). -P 165-175.

60. Kuhlman H.Y., Wanschura M. and Rath H.J. Elliptic instability in two-sided lid-driven cavity flow // Eur. J. Mech. B/Fluids, 1998. -V.17. № 4. -P 561-569.

61. Kurosaki Y., Sasada N., Nakazawa S., Heat Transfer of Separated Flow in Two-Dimensional Cavity // Seventh Annual Symposium of the Heat Transfer Society of Japan, 1968,-P. 49-52.

62. Maull D.J., East L.F. Three-dimensional flow in cavities // Journal of Fluid Mechanics, 1963. -V. 16. № 4. -P 620-632.

63. Rahman M.M., Naser I. A., Experiment and Prediction of a Cavity Type Separated Flow // Applied Scientific Research 56: 299-311, 1996.

64. Richards R.F., Young M.F., Haiad J.C. Turbulent forced convection heat transfer from a bottom heated open surface cavity // Int. J. Heat Mass Transfer, 1987. -V.30, №.11 -P 2281-2287.

65. Roshko A., Some Measurments of Flow in a Rectangular Cutout // N.A.C.A. Tech. Note №3488, 1955.

66. Rowley C.W., Colonius Т., Basu A.J., On self-sustained oscillations in two-dimensional compressible flow over rectangular cavities // Journal of Fluid Mechanics, 2002. -V.455. -P. 315-346.

67. Spalart P.R. Strategies for turbulence modeling and simulation // Proceedings of 4 th International Symposium on Engineering "Turbulence Modeling and Measurements". Amsterdam: Elsevier, 1999. -P. 3-17.

68. Tani I., Iuchi M., Komoda H., Experimental Investigation of Flow Separation Associated with Step or Groove // Aeronautical Research Institute, University of Tokyo, Report № 364, April 1961, -P. 119-136.

69. Terekhov V.I. and Yarygina N.I. Forced-convection heat transfer from the bottom of trenches with rectangular or inclined walls // Experimental Heat Transfer, 1996.-V.9,-P. 133-148.

70. Terekhov V.I., Yarygina N.I., Zhdanov R.F. Heat transfer in turbulent separated flows in the presence of high free-stream turbulence // Int. J. Heat Mass Transfer, 2003. -V.46, № 23. -P.4535-4551.

71. Westphal R. V., Eaton J. K., Johnston J. P. A new probe for measurement of velocity and wall shear stress unsteady, reversing flow // J. Fluids Eng, 1981. -V.103,№3.-P. 478-482