Теплообмен и гидродинамика в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

АММАР АБДУЛБАСЕТ ОМРАН

ТЕПЛООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА В КОРОТКОМ КРИВОЛИНЕЙНОМ КАНАЛЕ С ПОЛУСФЕРИЧЕСКИМИ ВЫСТУПАМИ

Специальность: 01,04.14-Теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань-2006

Работа выполнена на кафедре газотурбинных и паротурбинных установок и двигателей Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор Щукин Андрей Викторович

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Тарасевич Станислав Эдуардович

кандидат технических наук Усенков Роман Анатольевич

Ведущая организация:

ОАО КПП "Авиамотор", г. Казань

Зашита состоится " на заседании

диссертационного совета Д 212.079.02 при/ Казанском государственном техническом университете им. А.Н.Туполева по адресу: 420111, г.Казань, ул. К.Маркса, 10.

О диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ им. А.Н. Туполева.

Автореферат разослан ¿Р декабря 2006 г. Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат технических наук, доцент ь-- А.Г. Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Использование энергосберегающих технологий в энергомашиностроении, создание эффективных систем охлаждения для высокотемпературных ГТД и ГТУ, разработка компактных и экономичных тегоюобменных устройств требуют снижения потерь энергии на прокачку теплоносителей. Пристенная интенсификация теплообмена является одним из эффективных способов уменьшения этих потерь. Такой способ интенсификации теплообмена часто становится единственным при лимитированном перепаде давления охладителя. Его использование позволяет до минимума уменьшить гидродинамические потери при обеспечении требуемой интенсивности конвективного теплообмена.

Пристенные интенснфикаторы теплообмена имеют общую особенность: они разрушают образовавшийся на теплообменной поверхности пограничный слой за счет генерации отрывных и присоединяющихся течений. При этом течение турбулизируется лишь в пристенком слое -именно в той области) где имеет место градиент температуры. . Такие пристенные интенснфикаторы теплообмена, как сферические выступы и выемки, поперечные дискретно расположенные выступы технологичны и достаточно хорошо освоены в промышленности. Они могут быть изготовлены холодным формованием, литьем и т.д. Если в охлаждаемых турбинных лопатках размеры единичных интенсификаторов такого типа не превышают нескольких миллиметров, то в мощных промышленных теплообменниках они могут быть на порядок крупнее.

Процессы интенсификации теплообмена могут реализовываться как в узких, так и в широких каналах. При этом кроме самих интенсификаторов теплообмена, на течение теплоносителя могут воздействовать различные факторы: внешняя турбулентность, продольный градиент давления и др. Важным воздействующим фактором являются центробежные массовые силы, возникающие в криволинейном течении.

Известно, что воздействие на поток поля центробежных массовых сил приводит к изменению гидродинамической картины течения и к изменению конвективного теплообмена около стенки. Например, около вогнутой поверхности имеет место активное воздействие центробежных массовых сил, интенсифицирующее теплоотдачу. Около выпуклой поверхности наблюдается консервативное их воздействие, снижающее уровень конвективного теплообмена.

До настоящего времени исследование воздействия продольной кривизны вогнутой и выпуклой поверхностей на теплоотдачу при вынужденном движении воздуха проводилось лишь для сферических выемок и поверхностей между поперечными полуцилицдрическими выступами. Однако эти результаты исследований не могут быть перенесены на сферические выступы вследствие неодинаковой гидродинамической картины их обтекания. В' связи с этим тема диссертационной работы, посвященной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ БИБЛИОТЕК С.* Петербург

ОЭ 20<РЬит

исследованию теплообмена и гидродинамики в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами, представляется актуальной.

Цель работы состоит в разработке рекомендаций ио расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами. Задачи исследования:

1. Выполнить сравнительное исследование гидравлического сопротивления короткого прямого и криволинейного каналов различной высоты с полусферическими выступами.

2. Провести сравнительное исследование средней теплоотдачи на выступах, установленных на вогнутой или на выпуклой стенках криволинейного канала различной высоты и сопоставить полученные данные с прямым каналом.

3. Исследовать поля скорости в канале с выступами и коэффициент давления на выступах, установленных на вогнутой, выпуклой стенке криволинейного канала и в прямом канале.

4. На основе проведенных исследований разработать рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами.

Научная новизна.

1. Получены опытные данные по коэффициенту гидравлического сопротивления короткого криволинейного канала с выступами для различных значений его относительной высоты.

2. Установлен вклад продольной кривизны вогнутой и выпуклой поверхностей канала в среднюю теплоотдачу на поверхности полусферических выступов для различных значений относительной высоты канала.

3. Экспериментально определено распределение коэффициента давления Ср по поверхности полусферического выступа, установленного на выпуклой или вогнутой поверхности криволинейного канала, которые сопоставлены с данными в прямом канале.

4. Сформулированы рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами, установленными на его вогнутой или выпуклой поверхности.

Автор защищает:

1. Результаты опытного исследования гидродинамических параметров в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами,

2. Опытные данные по средней теплоотдаче около полусферических выступов, установленных в матрице выступов на вогнутой или выпуклой поверхности короткого криволинейного канала.

3. Рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротких криволинейных каналах с полусферическими выступами. Практическая значимость. Выработанные на основе опытного

исследования рекомендации по расчету теплообменных каналов получены в

реальном диапазоне изменения геометрических и режимных параметров: относительная высота канала H/d — 0,86...1,43; соотношение высот канала и выступа H/h = 1,72...2,86; числа РеЙнольдса Reo - 3,2-10* ... 9,6-104; относительная кривизна поверхности 8**/R = (1...8.7) -10"3. Они позволяют рассчитать и спроектировать формованные полусферическими выступами каналы теплообменников и систем охлаждения высокотемпературных ГТД н ГТУ.

Достоверность н обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методов н аттестованных средств измерения параметров, расчетом погрешности измерений, удовлетворительным согласованием данных, полученных в стандартных условиях, с общеизвестными каноническими данными других авторов.

Личный вклад автора. Соискатель лично выполнил основную программу экспериментов, обработку и анализ полученных опытных данных.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и получили одобрение на IV Российской национальной конференции по теплообмену. г.Москва, МЭИ, 2006г.; на IV международной конференции "Проблемы промышленной теплотехники". Киев, Украина, 2005 г.; на IV,Y Школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Б.Алемасова, г.Казань, 2004, 200бг.г.; на XV - XY Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях КВАКУ "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" г.Казань, 2004, 2005, 2006 г.г.; на XIV Туполевских чтениях, г.Казань, 2006 г.; на XIII международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века", г.Севастополь, Украина, 2006 г.; на научных семинарах кафедры "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели", г,Казань, 2004 - 200бг.г,

Публакацнн. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Одна работа опубликована в рекомендуемом ВАК журнале.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на/££ страницах машинописного текста, содержит рисунков, таблиц. Список использованной литературы включает наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, отмечены ее научная новизна и практическая значимость.

Автор благодарит к,т.н,, доцента кафедры "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели" А,В,Ильинкова за научные консультации при выполнении данной работы.

В первой главе диссертации выполнен обзор научно-технической литературы по результатам исследований пристенной интенсификации теплообмена (монографии В.М. Бузника; Ю.Ф. Гортышова, В.В. Олимпиева.; С.А. Исаева; Э.К. Калинина, Г.А. Дрейцера, С.А. Ярко; В.К. Мигая; A.B. Щукина, А.П. Козлова, P.C. Агачева, Я.П. Чудновского и др.; публикации по результатам исследований других авторов). Проанализированы также литературные источники по исследованию криволинейных течений (монографии Б,П. Устименко; A.A. Халатова, A.A. Авраменко, И.В. Шевчука; В.К. Щукина и др.).

Из известных публикаций следует, что в литературе имеется значительное количество результатов исследований по сферическим выемкам и поперечным (кольцевым) выступам. Данные же по сферическим выступам ограничены, и они относятся только к прямым каналам (Ю.Ф. Гортышов, А.К. Анисин, ИЛ. Шрадер, М.Я. Беленький и др.), см.рис. I.

В целом продолжается накопление опытных данных по различного рода пристенным интенсификаторам теплообмена, однако их обобщения пока не выполнено. И это вряд ли возможно из-за неодинаковых условий образования сдвиговых и рециркуляционных течений, условий образования вторичных пограничных слоев, специфики процессов релаксации и т.д.

Из анализа опубликованных работ было установлено, что инженерные методы расчета для оценки теплогидравлических параметров криволинейных гладких каналов достаточно надежны. В то же время отмечается, что для расчета сопротивления и теплоотдачи в криволинейных каналах с регулярной макрошероховатостыо известный подход, основанный на принципе : суперпозиции отдельных воздействий, может привести .к ошибочным ■ результатам. Другими словами, теплоотдача на криволинейной поверхности с полусферическими выступами не может быть рассчитана на основе данных по теплоотдаче в гладком криволинейном канале и в прямом канале с выступами.

Этот вывод однозначно вытекает из сравнительных исследований, выполненных в криволинейном канале со сферическими выемками и с поперечными выступами. Воздействие кривизны канала следует определять сравнением теплогидравлических параметров на искривленных и плоских теплообменных поверхностях с выступами.

Таким образом, выполненный в первой главе критический анализ опубликованных работ показал, что характер воздействия продольной кривизны поверхности на сопротивление и конвективный теплообмен при обтекании различных элементов макрошероховатости неодинаков. Поэтому

б

(к; = ми гМи

1 ■ д ,

4 у

т

Т» т

1.0 12 14 1.6 1

8 2.0 2.2

Рис.1. Пристенная интенсификация теплообмена: а - сферические выемки (А.В.Щукин и др.); б - поперечные выступы (Г.А.Дрейцер и др.); в - сферические выступы (Ю.ФХоргашов и др.)

для решения поставленных задач использование результатов исследования элементов макрошероховатости других типов неправомерно; необходимо провести исследования системы выступов в криволинейном канале. Кроме результатов с выступами на вогнутой или на выпуклой поверхности криволинейного канала, в качестве базы для сравнения необходимо получить данные в прямом канапе с выступами в тех же режимных условиях,

В конце первой главы сформулированы задачи исследования.

Во второй главе приводится описание экспериментального стенда и объектов исследования, методики проведения экспериментов и обработки опытных данных.

Экспериментальная установка для исследования интенсификации теплообмена сферическими выступами в коротком криволинейном канале представляет собой аэродинамическую трубу, работающую в режиме разрежения. Перед экспериментальным участком установлен плоский гладкий канал длиной 1м.

На рис, 2 представлены схема и фотография опытного участка, а также схема размещения выступов в нем. Ширина канала составляла 400мм, его высота принимала значения Н = 60, 80 и 100 мм. Относительная высота канала НМ изменялась от 0,86 до 1,43, где <1 - диаметр полусферического выступа в плане. Соотношение высот канала и выступа Н/Ь = 1,72. ..2,86.

Относительная кривизна поверхности & */Я варьировалась путем изменения радиуса кривизны канала (5**- толщина потери импульса во входном сечении опытного участка): значение Ли,™ = 500мм, 700мм; Ивыл -400мм, 600мм. Кроме этого, к изменению значения 8 приводило и варьирование числом Б.е,

Исследование теплообмена и гидродинамики в прямом канале с выступами позволило использовать при анализе влияния кривизны канала на интенсификацию теплообмена сферическими выступами метод относительного соответствия. Этот метод предполагает представление данных в относительной форме, что снижает систематическую погрешность полученных результатов.

Для измерения полей статического р и полного р давления во входном и выходном сечениях канала установлены координатники с трубками Пито-Прандтля, С помощью ходовых винтов координатники перемещались как по высоте, так и по ширине канала, охватывая все поперечное сечение проточной части. Например, для НМ = 1,43 значения давлений на каждом режиме по числу Яе измерялись в 510-ти точках.

Объектом исследования являлся полусферический выступ высотой 35мм и диаметром 70мм. Матрица однотипных выступов устанавливалась на выпуклой или на вогнутой поверхности криволинейного канала (рис.2). Базовый вариант матрицы устанавливался на стенке прямого канала. Модели выступов размещались в 8 рядов в виде регулярной матрицы в шахматном порядке. Относительный продольный шаг выступов в ряду ^й = 2,28, а поперечный - 1^(1 = 1,36. Исследуемая модель устанавливалась в 6-м ряду выступов, имитируя таким образом Ьй ряд матрицы равномерно

^ А

Р^аайРвш^АУ^:) I

Рис.2. Экспериментальный участок а - принципиальная схема; б - схема исследуемой матрицы; з - фотография обтекаемой покрхности

расположенных дискретных ннтенсификаторов теплообмена. Правомерность исследования гидродинамики и теплообмена для системы однотипных элементов на характерном элементе, выделенном в матрице из этих элементов, основывается на методе локального моделирования, хорошо известном в теории и технике теплофизического и гидродинамического эксперимента.

Распределений статического давления измерялось на модели полусферического выступа, выполненного холодным формованием из меди толщиной 0,8мм. Отбор статического давления на этой модели осуществлялся в б-ти точках (рис.3). Диаметр отверстий на поверхности мололи выступа составлял 0,4мм. В процессе проведения опытов эта модель поворачивалась относительно ее оси симметрии. Таким образом, измерения производились через каждые 45".

Модель выступа для исследования теплоотдачи изготовлена из стали 12Х18Н10Т. Толщина стенки теплообменной модели составляет 15мм. Тепловой поток создавался электронагревателем, установленным в полости теплообменной модели выступа, который обеспечивал условие q « const Нагревательным элементом служила нихромовая проволока диаметром 0,5мм. На поверхности теплообменной модели установлены 62 хромель-атомелевые термопары с разнесенным спаем (рис.3).

Плотность теплового потока на исследуемой теплообменной поверхности выступа рассчитывалась на основе поверхностного градиента температур. Этот градиент определялся численно расчетом трехмерного температурного поля по стандартной программе па основе определенных в опытах значений ЭДС термопар.

Эксперименты проводились по классической схеме одиофакторного эксперимента. Основные геометрические и режимные параметры в процессе опытов изменялись в следующих пределах: относительная высота канала H/d = 0',86...Л,43; соотношение высот капала и выступа H/h = 1,72...2,86; число Рейнольдса Rcj> = wD^v = 1,7* 104.. .9,7-10"; относительная кривизна поверхности S'°/R - (0,8.. ,8,7)- Ю'3; температура воздуха составляла около 300 К.

Ввиду сложности определения условных толщин пограничного слоя в реальных технических устройствах и с целью обеспечения доступности разработанных рекомендаций для инженерных расчетов влияние кривизны 'канала на интенсификацию теплообмена сферическими выступами выражена с помощью относительной функции ЧРюь выражающей влияние кривизны через относительную высоту канала H/d. Таким образом, результаты исследований по теплоотдаче были представлены в виде:

NuD0H№=ARcomT„4'R,i. где Vk .Yrii - корректирующие множители, учитывающие влияние высоты канала с выступами и искривленность канала; Ант- константы.

Относительная погрешность определения числа Re находилась в интервале ±2,1%, коэффициента сопротивления - в интервале ±6,5%, а числа Nu - в интервале ±15,4% при доверительной вероятности 0,95.

а

б

Рис.3. Модели полусферического выступа: а - фотография теплообменкой модели; б - схема установки поверхностных термопар; в - расположение точек отбора статического давления и замера температур; г - фотография модели для измерения статического давления

В третьей гняае диссертации рассмотрены тестовые эксперименты, а также результаты опытного исследования гидродинамики в коротком прямом и криволинейном канале: поля осредненной продольной скорости в выходном сечении канала, распределение коэффициента давлении по обводу выступа па вошугой, выпуклой поверхности криволинейного капала и в прямом капале, коэффициент гидравлического сопротивления в прямом и криволинейном канале со сферическими выступами.

В качестве тестовых экспериментов были проведены опыты по измерению профиля скорости на входе в опытный участок, которые были сопоставлены со стандартным профилем скорости w/we = (у/8) п. Кроме этого, были измерены и проанализированы данные 62-х поверхностных термопар на хешюобменном объекте исследования, помещенных в термостат.

Анализ и объяснение полученных по гидродинамике и теплообмену результатов был выполнен с позиций физической модели, которая основывалась на известных в литературе положениях:

- увеличение степени турбулентности потока затрудняет образование рециркуляционных и вихревых течений, генерируемых обратным уступом, в длинном криволинейном канале и др.; разрушает их или уменьшает их размеры;

- образующиеся при поперечном обтекании цилиндра вихри существенно увеличивают теплоотдачу на поверхности, расположенной от цилиндра на расстоянии, не превышающем один его диаметр; па болыцем удалении цилиндра от поверхности это влияние быстро уменьшается;

- крупные вихри сдвигового слоя за обратным уступом после присоединения интенсифицируют теплообмен в ядре потока на значительном расстоянии от уступа.

Сравнительный анализ полей скорости позволил предположить, что влияние криъшпы канала с выступами на теплоотдачу и сопротивление проявляется через изменение размеров и интенсивности крупных вихрей и рециркуляционных течений, которые в свою очередь зависят от генерируемых, или подавляемых центробежными силами турбулентных пульсаций скорости.

Картины распределения продольных скоростей wK в выходном сечении прямот и криволинейного каналов с различными значениями H/d показали, что обтекание расположенного в центре сферического выступа, па котором проводились измерения, не зависит от наличия боковых стенок (рис.4).

Сравнительными экспериментами установлено, что увеличение кривизны нестесненного канала, в котором выступы находятся на вогнутой поверхности, приводит к увеличению скорости за выступом, расположенным вдоль средней лили вогнутой стенки. Так, при H/d - 1,43 и ReD = 7,15 Re-lO4 для относительной координаты y/d = 0,5, соответствующей высоте выступа, скорости потока за выступом в обоих случая практически равны (wuom« ,5м/с, \чщ>т ~ 7,7м/с). В то же время при меньших значениях y/d скорость потока около вогнутой поверхности с выступами выше, чем в этих же

Y,uu -«-33

>

fe N H

л % ь

V* а Г*

vi Í-V ÍK-Í" ->-5

V Ч1 , р 4-Í

V *

î' — > <г" К

IM 12) I« 1Ю w яд 2,и а

I

Щ 7

J

У «-г

Z.U11

(

А

Ш

п

-К»

-«-40

-•-35

-А-30

-т-гэ

-«-20

-4-16

->-10 -е-з

яо 120 ко 1£з гез ггз 2ш

б

Рис.4. Распределение продольной скорости в выходном сечении опытного участка в области выступов: а - вогнутая поверхность; б - прямой канал; в - выпуклая поверхность

условиях около стешси в прямом канале. Так, при у/<1 = 0,07 значение ^ящйЯм/с, а те^* 3,7м/с.

В области расположения выступов на выпуклой поверхности уровень скоростей более низкий, нежели в прямом канале. Так, при тех же геометрических и режимных параметрах, что и на вогнутой поверхности, за центральным выступом на выпуклой поверхности продольная скорость 1фи у/с! = 0,07...0,5 изменяется от 3,5 до 5 м/с. При этом в прямом канале значения изменяются от 3,7 до 7,7 м/с.

Консервативное воздействие центробежных массовых сил около выпуклой поверхности приводит к подавлению пульсаций скорости. Вследствие этого интенсивность я размеры крупных вихрей и рециркуляционных течений, генерируемых выступами, возрастает по сравнению с течением в прямом канале, что снижает значение \ук.

Результаты опытов по определению коэффициента давления Ср на поверхности выступа в канале показывают, что его распределение качец'шетю соответствует обтеканию сферы потенциальным потоком.

Значения Ср на боковых поверхностей выступа в случаях криволинейною и прямого канала различаются. Наименьшее значение коэффициента давления Ср наблюдается при обтекании выступа, установленного на вогнутой поверхности криволинейного канала (рис.5): при <р « 90° значепие Ср -3,0; Ср « -2,7; Ср -2,3. Таким образом, имеем: Срив,.,, < Ср1чмц< Ср,™,,,

Сравнение опытных данных по коэффициенту гидравлического сопротивления ноказало, что в стесненном канале, при Н/д = 0,86 значения ^высг.вйш ~ ^.мсг.о- При больших значениях НМ имеет место ^исг.миЛцст.о > 1. То же самое наблюдается и при установке выступов на выпуклой поверхности канала: при Н/(1 > 0,86 значение ^пил.ш.п/^ист.о > 1. Таким образом, получается, что искривление нестесненного канала с выступами в обоих случаях приводит к увеличению коэффициента гидравлического сопротивления.

Так, если выступы установлены па вогнутой поверхности крииоминейпого канала (рис.б), то активное воздействие центробежных массовых сим, реализуемое около этой поверхности, приводит к ослаблению интенсивности отрывных и присоединяющихся течений и к снижению потерь энергии. Это следует из сопоставления распределения продольной скорости потока в области выступов, которая около вогнутой поверхности больше, чем в прямом канале при прочих равных условиях. При этом получается, что увеличение интенсивности турбулентных пульсаций около вогнутой поверхности приводит к меньшему приросту сопротивления, чем уменьшается сопротивление от снижения интенсивности рециркуляциошшх течений и крупных вихрей.

Понижение скорости потока в прилегающей к гладкой выпуклой поверхности области по сравнению с прямым каналом происходит вследствие более интенсивных, чем в прямом канале, рециркуляционных течений и крупных вихрей, поступающих из области выступов. Это

•20. ■Ц.

-М.

•го-•г®.

■и

п-лцчвя

—Л" [|£С:И

Рис.5. Распределение коэффициента давления по боковой поверхности выступа: Леи = 78000; ХУЛ ~ 1.43;

от V

Рис.6. Изменение коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от относительной кривизны вогнутой поверхности: Яео=2)54-10',..,9»73-104

г

4 Ший^Э Л Н".Ц'.

□ □

О □

А, Д

Д. 7Г

(«У

(ЛЯс1И?

Рис.7, Изменение коэффициента гидравлического сопротивления в зависимости от относительной криишпы выпуклой поверхности: Пев«

2,54-10\,.7,76-10"

Рис.8. Средняя теплоотдача на выступе в прямом канале

неравенство имеет место в прилегающей к выпуклой поверхности части поперечного сечения канала, где при консервативным воздействии центробежных массовых сил находящиеся там рециркуляционные течения и крупные вихри становятся более интенсивными, нежели в прямом канале.

Что касается криволинейного канала с выступами на выпуклой поверхности (рис.7), то и в этом случае искривление канала приводит к увеличению £ по сравнению с прямым каналом. И причина здесь также заключается в увеличении потерь энергии за счет образования более интенсивных, чем в прямом канале, рециркуляционных течений и крупных вихрей при обтекании выступов.

Из рисунков 6 и 7 видно, что » стесненном канале, когда НМ = 0,86, относительная высота канала не влияет на значение ¡^иеглм» . £пыет,выЯ. Известно, что в стесненном канале с выступами, как и в канале с другими типами макрошероховатости, сопротивление и теплоотдача возрастают. Связано это с тем, что при малых значениях Ш1 начинает влиять противоположная стенка, отражая и возвращая в поток крупные вихри. Чем более стесненный канал, тем более он насыщен крупными вихрями, образующимися в сдвиговой области за выступом. Это способствует сохранению в стесненном прямом канале более высокого уровня сопротивления по сравнению с нестесненным прямым каналом. Поэтому в этом случае влияние центробежных сил не проявляется.

Таким образом, результаты опытных исследований показали, что гидравлическое сопротивление нестесненного криволинейного канала с выступами на вогнутой или на выпуклой поверхности превышает сопротивление прямого канала на 30...50% при прочих равных условиях. Причина увеличения сопротивления в обоих случаях связана с прямым или опосредованным воздействием на поток центробежных массовых сил.

..В четвертой главе диссертации рассмотрены результаты опытного исследования конвективного теплообмена в коротком прямом криволинейном канале с выступами.

Опыты в прямом канале показали (рис.8), что, как и следовало ожидать, с уменьшением его относительной высоты теплоотдача на выступе возрастает.

Результаты экспериментов в прямом канале с выступами представлены соотношениями:

- при Н/й = 0,86: N11^0= 0,34Кес°'6; (1)

-для НМ = 1,14: Ни0шя0-О,28ке00'4; (2)

-для НУй = 1,43: №0шгг)рО,245Яе00'6. (3)

Как видно из рис.9, увеличение относительной высоты канала НМ более, чем до 1,43 практически не должно влиять на интенсификацию теплообмена выступами. Поэтому в качестве базового уравнения подобия для обобщения опытных данных по теплоотдаче было выбрано уравнение (3) дня прямого капала с Н/4 - 1,43. На этом рисунке показан осредненный по всем исследованным режимам характер изменения №/Нио для всего

исследованного диапазона значений Н/й, Эта зависимость описывается соотношением:

4>н = 2,86 - 2,33(НМ) + 0,72(Ш)г. (4)

Теперь проанализируем теплоотдачу на выступе в криволинейном канале.

Ввиду сложности определения условных толщин пограничного слоя в реальных технических устройствах, а также с целью обеспечения доступности разработанных рекомендаций для инженерных расчетов влияние кривизны канала на интенсификацию теплообмена сферическими выступами выражено с помощью относительной функции ¥[щ> характеризующей влияние кривизны через относительную высоту канала НЛ1 Корректирующий множитель Тдн выявлялся из полученных данных по теплоотдаче исключением фактора влияния высоты прямого канала. Полученный таким образом фактор Тцн характеризует влияние высоты канала на теплоотдачу уже в криволинейном течении.

Как видно из рис.10, теплоотдача на выступе, установленном на вогнутой поверхности канала с относительной высотой НМ = 1,43 на (25...40)% превышает теплоотдачу в прямом канале с выступами. Анализ опытных данных показал, что с уменьшением относительной высоты канала эта разница в теплоотдаче снижается, и при НЛ1 = 0,86 значение

Мишст.мп,/N11^,0 я 1.

Действительно, при активном воздействии центробежных массовых сил около вогнутой поверхности нестесненного криволинейного канала рециркуляционные течения уменьшают свои размеры, поскольку пристенный поток более турбулизирован по сравнению с прямым каналом, при прочих равных условиях. Об этом говорят и результаты измерений продольной скорости а прикорневой области выступа, например, при уМ = 0,07 значение и^™ Лущим» 1,35. Это ведет к сокращению и области с пониженной теплоотдачей.

В стесненном криволинейном канале, когда значение Н/(1 уменьшается, отношение КМп/&лип приближается к единице, и главную роль в увеличении теплоотдачи на выступах начинает играть все более интенсивное взаимодействие образующихся при обтекании выступов крупномасштабных вихревых структур с противоположной стенкой и далее -с расположенными ниже по потоку выступами. Это ■ является дополнительным интенсифицирующим теплообмен фактором, не связанным с кривизной канала.

Теплоотдача на выступе, установленном на выпуклой поверхности нестесненного криволинейного канала, также выше, чем в прямом канале с выступами. При НМ = 1,43 (рис.10) это превышение составляет (15...20)%. С уменьшением относительной высоты канала эта разница в теплоотдаче снижается, и при 'Н/ё = 0,86, так же, как в случае вогнутой поверхности, значение Кишсг.омп1/Ыимкг.0 ~ 1.

Кие»»

ч

1ч ч

\ V

Рис. 9. Влияние относительной высоты канала на теплоотдачу в прямом канале с выступами: Яео=2,54* 1О4.. .7,7<И04

1.4 15

Н/*1

Рис.10. Теплоотдача в канале с выступами Н/У = 1,43

Нц,

РисЛ2. Обобщение данных по теплоотдаче в коротком криволинейном канале: темные 1"0, значки вогнутая поверхность, 100 светлые - выпуклая поверхность; сплошная линия - уравнение (3)

1-ЛрИЙ1Эа1 н .ал^пянкрисш

М Н/<)

Рис. 11. Интенсификация теплообмена сферическими выступами на криволинейной поверхности канала при различной его высоте: темные значки — вогнутая поверхность; светлые - выпуклая поверхность; 1^=2,54-Ю4...7,76-Ю4

Чту1

/

"3

г:

.«к

В канале с выступами на выпуклой поверхности интенсификация конвективного переноса теплоты происходит за счет более развитых крупных вихрей, образующихся в сдвиговом слое за счет консервативного воздействия центробежных сил, подавляющих турбулентные пульсации. Это подтверждают измерения продольной скорости wK, показавшие, что за выступом в верхней его части wsucrBai/ \у„ыст>о ~ 0,65. При уменьшении H/d все более влияет стесненность канала, и разница в теплоотдаче между криволинейным и прямым каналами нивелируется.

Интенсификация теплообмена на вогнутой и выпуклой поверхностях канала представлена графиком на рис.11, который получен осреднением значений Nu/fNuo^H) по всем исследованным режимам.

Результаты обобщения полученных опытных данных по теплоотдаче в коротком криволинейном канале приведены на рис.12, а соответствующие уравнения подобия имеют вид: для вогнутой поверхности:

Nu„ DUcr.t,oni= 0,245ReD0,6 4U,; (5)

для выпуклой поверхности:

Nud выя. вып O^SRe^M™«, (6)

где

TMnt = -0,662 + 2,67(H/d) - 0,S77(H/df; (7)

Tjm, = 0,017 + l,53(H/d) - 0,46(H/d)2. (8)

Сопоставление коэффициентов гидравлического сопротивления и теплоотдачи показало, что переход от прямого канала с полусферическими выступами к криволинейному приводит к увеличению значений ^ и а. Причем сопротивление возрастает несколько более интенсивно, чем теплоотдача.

Далее, в четвертой главе диссертации, приводятся разработанные автором рекомендации по расчету гидравлического сопротивления короткого криволинейного канала и теплоотдачи на полусферических выступах, установленных на его вогнутой или выпуклой поверхностях. Рекомендации базируются на полученных автором уравнениях подобия для прямого канала с выступами при турбулентном режиме течения. Поправочные множители, учитывающие наличие выступов в канале и влияние его кривизны, также взяты из результатов настоящего исследования. Приводятся результаты расчета входной кромки охлаждаемой турбинной лопатки со сферическими выступами в криволинейном охлаждающем тракте.

Показано, что при Tr* = 1700К и Т0щшид = 860К учет кривизны вогнутой поверхности с выступами приводит к уточнению температуры стенки со стороны горячего газа примерно на (50...60)К по сравнению с прямым каналом с выступами.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в криволинейном канале с полусферическими выступами на вогнутой или выпуклой стенке при относительной высоте канала H/d > 0,86 коэффициент гидравлического сопротивления £ на 30...50% выше, чем в прямом канале при прочих равных условиях. В стесненном канале, при H/d = 0,86, влияния продольной кривизны на сопротивление не обнаружено.

2. Получено, что при изменении относительной высоты H/d криволинейного канала с 0,S6 до 1,43 интенсификация средней теплоотдачи полусферическими выступами, установленными на вогнутой или на выпуклой поверхности, возрастает до 30% и до 20% соответственно, по сравнению с прямым каналом.

3. Выявлено, что осредненные значения коэффициента давления Ср на поверхности выступа, установленного на вогнутой поверхности, имеют более низкие значения, а на выпуклой — более высокие значения, чем в прямом канале, в тех же условиях.

4. Установлено, что при переходе от прямого канала с выступами к криволинейному прирост гидравлического сопротивления более интенсивен, нежели прирост теплоотдачи.

5. Выполненные на основе разработанных рекомендаций сравнительные расчеты показали необходимость введения в методики расчета поправок, учитывающих влияние кривизны канала в рассматриваемых условиях.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

х, у, z - продольная, вертикальная и поперечная координаты; Н - высота канала; h - высота сферического выступа; d - диаметр сферического выступа в плане; Dr - эквивалентный диаметр канала; 8,5" - толщины пограничного слоя и потери импульса на исходно гладкой поверхности; ReD, NuD - числа Рейнольдса и Нуссельта, определенные по гидравлическому диаметру канала; Ч'оьт, Ти,™ - корректирующие множители-поправки,

учитывающие влияние высоты канала и кривизны его выпуклой и вогнутой поверхности; Т* - температура торможения потока; р, р* - статическое и полное давления в потоке.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Аммар А.О, Теплопщравлические характеристики криволинейного канала со сферическими выступами на вогнутой поверхности./Аммар А.О., Ильинков A.B., Щукин А.В Л "ИВУЗ Авиационная техника", №4, 2005. С.74-75.

2. Аммар А.О. Об интесификации теплообмена сферическими выступами./Аммар А.О., Ильннков A.B., Щукин A.B.// Сборник

материалов XY Всероссийской межвузовской научно-технической конференции 'Электромеханические и внутренние процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий". Часть 2. Михайловский военный артиллерийский университет (филиал г.Казань). Казань, 2003.С. 32-34.

3. Аммар А.О. Конвективный теплообмен на поверхности со сферическими выступамиУАммар А.О., Ильинков A3., Максимов Н.Ф., Щукин А.ВУ/ Труды IV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАИ В.Е.Алемасова. Казань, 2004г., с. 285-288.

4. Аммар А.О. К исследованию воздействия центробежных сил на теплоотдачу около криволинейных поверхностей со сферическими выступами./Аммар А.О., Ильинков A.B., Максимов Н.Ф., Щукин A.B.// Материалы докладов XVI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции КФВАУ "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" Казань, 2004г.

5. Аммар А.О. Гидродинамика и теплообмен на вогнутой поверхности со сферическими выступами./Аммар А.О., Ильинков A.B., Щукин А.ВЛ Тезисы IV международной конференции "Проблемы промышленной теплотехники". Киев, Украина, 2005, С. 46-47.

6. Аммар А.О. Конвективный теплообмен на вогнутой поверхности со сферическими выступами./Аммар А.О., Ильинков А,В,, Максимов Н.Ф., Щукин A.B.// Сборник материалов ХУН Всероссийской межвузовской н/г конференции 'Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" Казань: Часть!, 2005г., С.291-292.

7. Аммар А.О. Гидродинамика в коротком криволинейном канале со

сферическими выступами./Аммар А.О., Ильинков A.B., Щукин A.B.// Сборник материалов ХУЦ Всероссийской межвузовской н/т конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" Казань: Часть1.2006г. С.320-321.

8. Аммар А.О. О коэффициенте давления при обтекании сферических выступов в криволинейном канале./Аммар А.О., Бассариев Р.Ф., Кауров A.B.// Сборник материалов ХУН Всероссийской межвузовской н/т конференции "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" Казань: ЧастьЬ 200бг.С.321-322.

9. Аммар А.О. Особенности гидродинамики в коротком криволинейном

канале с полусферическими выступами./Аммар Л.О., Ильинков A.B., Щукнн A.B.// Труды IV Российской национальной конференции по теплообмену. Т.6., М.: Изд-во МЭИ, 200бг„ С.147-149. 10. Аммар А.О. Теплогидравлические характеристики криволинейного канала с выступ амиУАммар A.Oi/XlII Международная научно-техническая конференция в г.Севостололь "Машиностроение и техносфера XXI века". Т.1. - Донецк: ДонНТУ. - 2006. - С.6-9.

Формат 60x84 1/16, Бумага офсетная. Печать офсетная. Печ. л. 1,5. Усл. печ. л. 1,39. Усл. кр.-отт. 1,39. Уч. изд. л. 1,15. _Тираж 100. Заказ И231._

Издательство Казанского государственного технического университета Типография Издательства Казанского государственного технического университета 420111,Казань, К. Маркса, 10.

/ffâ

Основные обозначения.

Введение.

Глава I. Состояние вопроса и постановка задач исследования.

1.1. Теплообмен и гидродинамика около криволинейных поверхностей.

1.2. Теплогидравлические параметры пристенных течений в каналах со сферическими выступами.

1.3. Цель и задачи исследования.

Глава II. Экспериментальная установка для исследования интенсификации теплообмена сферическими выступами в коротком криволинейном канале.

2.1. Выбор и обоснование варьируемых параметров и метода исследования теплоотдачи.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Объекты исследования.

2.4. Измерительные приборы и устройства.

2.5. Программа проведения опытов и, методика обработки опытных данных.

2.6. Методика обработки опытных данных (основные параметры).

2.7. Погрешность обработки опытных данных.

Глава III. Гидродинамика в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами.

3.1.Результаты тестовых экспериментов.

3.2. Поля скорости.

3.3. Коэффициент давления.

3.4. Гидравлическое сопротивление.

Глава IV. Интенсификация теплообмена полусферическими выступами в коротком криволинейном канале.

4.1. Теплоотдача на полусферических выступах, установленных в прямом канале.

4.2. Теплоотдача на полусферических выступах, установленных на вогнутой или на выпуклой поверхности короткого криволинейного канала.

4.3. Обоснование физической модели теплоотдачи и сопротивления в коротком криволинейном канале со сферическими выступами.

4.4. Рекомендации и методика расчета теплоотдачи в коротком криволинейном канале с выступами.

Пристенная интенсификация теплообмена является одним из эффективных способов снижения затрат энергии на прокачку теплоносителя по каналам теплообменных устройств или на транспортировку воздуха по охлаждающим трактам горячих деталей двигателей и энергоустановок [1,2]. Такой способ интенсификации теплообмена зачастую становится одним из немногих возможных путей повышения эффективности систем охлаждения при ограниченном располагаемом перепаде давления охладителя. Так, например, при охлаждении жаровых труб камер сгорания ГТД и ГТУ превышение давления охлаждающего воздуха над давлением потока горячего газа составляет не более (3.4)% [3-6]. Поэтому для надежной работы системы охлаждения иногда приходится вводить ущербные мероприятия по преднамеренному дросселированию потока газа, что ухудшает удельные параметры двигателя.

Использование же в этом случае пристенных интенсификаторов теплообмена позволяет до минимума сократить гидродинамические потери в условиях умеренной интенсивности конвективного теплообмена [7,8].

Пристенные интенсификаторы теплообмена имеют общую особенность: они разрушают образовавшийся на теплообменной поверхности пограничный слой за счет генерации различного рода отрывных и присоединяющихся течений. При этом течение турбулизируется лишь в пристенном слое - как раз в той области, где имеет место градиент температуры.

Такие пристенные интенсификаторы теплообмена, как сферические выступы и выемки, поперечные дискретно расположенные выступы технологичны и достаточно хорошо освоены производством. Они могут быть изготовлены холодным формованием, литьем и т.д. Если в охлаждаемых турбинных лопатках размеры единичных интенсификаторов такого типа не превышают нескольких миллиметров, то в мощных теплообменниках они могут быть на порядок крупнее.

Процессы интенсификации теплообмена могут осуществляться как в стесненных, так и в нестесненных каналах. В более стесненном канале элементы макрошероховатости эффективнее за счет взаимодействия крупных вихрей с противоположной стенкой канала и повторного присоединения их к макрошероховатой поверхности.

На течение, кроме собственно интенсификаторов теплообмена, могут воздействовать различные возмущающие факторы: внешняя турбулентность, продольный градиент давления и др. [1] Важным воздействующим фактором являются центробежные массовые силы, возникающие в криволинейном течении.

Известно, что воздействие на поток поля центробежных массовых сил приводит к изменению гидродинамической картины течения и к изменению конвективного теплопереноса около стенки [9,10]. Так, около гладкой вогнутой поверхности имеет место активное воздействие центробежных массовых сил, интенсифицирующее теплоотдачу. Около гладкой выпуклой поверхности наблюдается консервативное их воздействие, снижающее уровень конвективного теплопереноса. В стесненном искривленном канале, когда его высота невелика, эффекты кривизны снижаются, т.к. на первое место выходит влияние противоположной стенки. Кроме этого, в стесненном канале радиальные градиенты скорости и давления незначительны.

До настоящего времени исследование воздействия продольной кривизны вогнутой и выпуклой поверхностей на теплоотдачу при вынужденном движении воздуха проводилось лишь для сферических выемок и поверхностей с поперечными полуцилиндрическими выступами. Получено, что влияние вогнутой поверхности положительно отражается на теплоотдаче в сферической выемке, в то же время интенсификация теплообмена дискретно расположенными поперечными выступами эффективна лишь до определенного значения относительной кривизны вогнутой поверхности, выше которого установка таких выступов нецелесообразна.

Что касается выпуклой поверхности, то ее консервативное влияние на теплоотдачу в сферической выемке более существенно, чем на гладкой выпуклой поверхности, а при установке на ней поперечных выступов увеличение продольной кривизны поверхности только увеличивает их интенсифицирующий эффект для расположенного ниже по потоку участка поверхности по сравнению с гладкой выпуклой поверхностью.

Сказанное выше показывает, что как активное, так и консервативное воздействие массовых сил в криволинейном течении приводит к неодинаковым эффектам в конвективном теплопереносе около различной формы пристенных интенсификаторов теплообмена. Причем как в качественном, так и в количественном аспектах. Это говорит о том, что невозможно распространить имеющиеся в литературе данные на неисследованные интенсификаторы теплообмена ввиду неодинаковой гидродинамики около тех или иных макрошероховатых поверхностей. А поскольку исследований по влиянию продольной кривизны поверхности на интенсификацию теплообмена сферическими выступами не проводилось, то исследуемая в данной диссертации тема является актуальной.

Цель работы состоит в разработке рекомендаций по расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами. Задачи исследования:

1. Выполнить сравнительное исследование гидравлического сопротивления короткого прямого и криволинейного каналов различной высоты с полусферическими выступами.

2. Провести сравнительное исследование средней теплоотдачи на выступах, установленных на вогнутой или на выпуклой стенках криволинейного канала различной высоты и сопоставить полученные данные с прямым каналом.

3. Исследовать поля скорости в канале с выступами и коэффициент давления на выступах, установленных на вогнутой, выпуклой стенке криволинейного канала и в прямом канале.

4. На основе проведенных исследований разработать рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами.

Научная новизна.

1.Получены опытные данные по коэффициенту гидравлического сопротивления короткого криволинейного канала с выступами для различных значений его относительной высоты.

2.Установлен вклад продольной кривизны вогнутой и выпуклой поверхностей канала в среднюю теплоотдачу на поверхности полусферических выступов для различных значений относительной высоты канала.

3.Экспериментально определено распределение коэффициента давления Ср по поверхности полусферического выступа, установленного на выпуклой или вогнутой поверхности криволинейного канала, которые сопоставлены с данными в прямом канале.

4.Сформулированы рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами, установленными на его вогнутой или выпуклой поверхности. Автор защищает:

1. Результаты опытного исследования гидродинамических параметров в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами.

2. Опытные данные по средней теплоотдаче около полусферических выступов, установленных в матрице выступов на вогнутой или выпуклой поверхности короткого криволинейного канала.

3. Рекомендации по расчету интенсификации теплообмена в коротких криволинейных каналах с полусферическими выступами.

Практическая значимость. Выработанные на основе опытного исследования рекомендации по расчету теплообменных каналов получены в реальном диапазоне изменения геометрических и режимных параметров: относительная высота канала H/d = 0,86. 1,43; соотношение высот канала и выступа H/h = 1,72.2,86; числа Рейнольдса ReD = 3,2-104 . 9,6-Ю4; относительная кривизна поверхности 5**/R = (1. .8,7) -10"3. Они позволяют рассчитать и спроектировать формованные полусферическими выступами каналы теплообменников и систем охлаждения высокотемпературных ГТД и ГТУ.

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием апробированных методов и аттестованных средств измерения параметров, расчетом погрешности измерений, удовлетворительным согласованием данных, полученных в стандартных условиях, с общеизвестными каноническими данными других авторов.

Личный вклад автора. Соискатель лично выполнил основную программу экспериментов, обработку и анализ полученных опытных данных.

Апробация работы. Основные результаты диссертации доложены и получили одобрение на IV Российской национальной конференции по теплообмену. г.Москва, МЭИ, 2006г.; на IV международной конференции "Проблемы промышленной теплотехники". Киев, Украина, 2005 г.; на IV,Y Школах-семинарах молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е.Алемасова, г.Казань, 2004, 2006г.г.; на XV - XY Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях КВАКУ "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" г.Казань, 2004, 2005, 2006 г.г.; на XIV Туполевских чтениях, г.Казань, 2006 г.; на XIII международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века", г.Севастополь, Украина, 2006 г.; на научных семинарах кафедры "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели", г.Казань, 2004 - 2006г.г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Одна работа опубликована в рекомендуемом ВАК журнале.

Диссертация выполнена на кафедре "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели" Казанского государственного технического университета им. А.Н.Туполева (КАИ) под руководством Заслуженного деятеля науки и техники Республики Татарстан, доктора технических наук, профессора Щукина Андрея Викторовича.

Автор выражает глубокую благодарность за помощь в подготовке диссертации и научные консультации профессору кафедры "Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели" КГТУ им. А.Н.Туполева Щукину Андрею Викторовичу и кандидату технических наук, доценту этой кафедры Ильинкову Андрею Владиславовичу. Автор благодарен доктору технических наук, профессору Молочникову Валерию Михайловичу за полезное обсуждение данной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. Установлено, что в криволинейном канале с полусферическими выступами на вогнутой или выпуклой стенке при относительной высоте канала H/d > 0,86 коэффициент гидравлического сопротивления на 30.50% выше, чем в прямом канале при прочих равных условиях. В стесненном канале, при H/d = 0,86, влияния продольной кривизны на сопротивление не обнаружено.

2. Получено, что при изменении относительной высоты H/d криволинейного канала с 0,86 до 1,43 интенсификация средней теплоотдачи полусферическими выступами, установленными на вогнутой или на выпуклой поверхности, возрастает до 30% и до 20% соответственно, по сравнению с прямым каналом.

3. Выявлено, что осредненные значения коэффициента давления Ср на поверхности выступа, установленного на вогнутой поверхности, имеют более низкие значения, а на выпуклой - более высокие значения, чем в прямом канале, в тех же условиях.

4. Установлено, что при переходе от прямого канала с выступами к криволинейному прирост гидравлического сопротивления более интенсивен, нежели прирост теплоотдачи.

5. Выполненные на основе разработанных рекомендаций сравнительные расчеты показали необходимость введения в методики расчета поправок, учитывающих влияние кривизны канала в рассматриваемых условиях.

1. Щукин А.В., Козлов А.П., Агачев Р.С., Чудновский Я.П. Интенсификация теплообмена сферическими выемками при воздействии возмущающих факторов / Под ред. акад. В.Е.Алемасова Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2003. 143 с.

2. Кикнадзе Г.И., Гачечиладзе И.А., Алексеев В.В. Самоорганизация смерчеобразных струй в потоках вязких сплошных сред и интенсификация тепломассообмена, сопровождающая это явлениеМ.: Изд-во МЭИ, 2005.- 84 с.

3. Нагога Г.П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин: Уч. пос. М.: Изд-во МАИ. 1996. 100 с.

4. Теплопередача в охлаждаемых деталях газотурбинных двигателей / В.И.Локай, М.Н.Бодунов, В.В.Жуйков, А.В.Щукин. 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение, 1993.288 с.

5. Теория и проектирование газотурбинных комбинированных установок: Учебник для вузов / Ю.С.Елисеев, Э.А.Манушин, В.Е.Михальцев и др. 2-е изд., перераб. и доп.- М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000— 640 с.

6. Теплообменные аппараты и системы охлаждения газотурбинных и комбинированных установок: Учебник для вузов / В.Л.Иванов, А.И.Леонтьев, Э.А.Манушин, М.И.Осипов; Под ред. А.И.Леонтьева. -2-е изд., стереотип. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2004. - 592 с.

7. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Байгалиев Б.Е. Теплогидравлический расчет и проектирование оборудования с интенсифицированным теплообменом. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2004.432 с.

8. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В. Теплообменные аппараты с интенсифицированным теплообменом. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 1999.176 с.

9. Халатов А.А., Авраменко А.А., Шевчук И.В. Теплообмен и гидродинамика около криволинейных поверхностей. Киев: Наукова думка, 1992,136 с.

10. Ю.Халатов А.А., Шевчук И.В., Авраменко А.А., Кобзарь С.Г., Железная Т.А. Термогазодинамика сложных потоков около криволинейных поверхностей: Ин-т техн. теплофизики НАН Украины, 1999. 300 с.

11. П.Аммар А.О. Теплогидравлические характеристики криволинейного канала со сферическими выступами на вогнутой поверхности./Аммар А.О., Ильинков А.В., Щукин А.В.// "ИВУЗ Авиационная техника", №4, 2005. С.74-75.

12. Аммар А.О. Гидродинамика и теплообмен на вогнутой поверхности со сферическими выступами./Аммар А.О., Ильинков А.В., Щукин А.В.// Тезисы IV международной конференции "Проблемы промышленной теплотехники". Киев, Украина, 2005. С. 46-47.

13. Аммар А.О. Особенности гидродинамики в коротком криволинейном канале с полусферическими выступами/Аммар А.О., Ильинков А.В., Щукин А.В.//Труды IV Российской национальной конференции по теплообмену. Т.6., М.: Изд-во МЭИ, 2006 г., С. 147-149.

14. Аммар А.О. Теплогидравлические характеристики криволинейного канала с выступами./Аммар A.O.//XIII Международная научно-техническая конференция в г.Севастополь "Машиностроение и техносфера XXI века". Т.1. Донецк: ДонНТУ. - 2006. - С.6-9.

15. Численное моделирование вихревой интенсификации теплообмена в пакетах труб / Ю.А.Быстров, С.А.Исаев, Н.А.Кудрявцев, А.И.Леонтьев.- СПб.: Судостроение, 2005. 392 с.

16. Управление обтеканием тел с вихревыми ячейками в приложении к летательным аппаратам интегральной компоновки (численное и физическое моделирование) / Под ред. А.В.Ермишина и С.А.Исаева. М.:СПб., 2001.-360 с.

17. Hoffman Р.Н., Muck К.С., Bradshaw P. The effect of concave surface curvature on turbulent boundary layers // Ibid. 1985.- N 161- P.371-403.

18. Muck K.S., Hoffman P.H., Bradshaw P. The effect of convex surface curvature on turbulent boundary layer//Ibid. 1985.-N 161.-P.347-369.

19. So R.M.C., Mellor G.L. An experimental investigation of turbulent boundary layers along curved surfaces // NASA Rep. CR 1940 - 1972 — 13 p.

20. So R.M.C., Mellor G.L. Experiments on convex curvature effects in turbulent boundary layers // J. Fluid Mech 1973- 60, N 1. - P. 43-62.

21. Кутателадзе C.C., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках / СО АН СССР. Новосибирск, 1987,282 с.

22. Попов И.А., Щелчков А.В. Экспериментальное исследование течения и теплообмена в каналах со сфероидальными выступами и выемками // Тезисы докладов межрегиональной конференции молодых ученых. Казань: КГТУ. 2003. С.80-81.

23. Расхин И.Л., Щелчков А.В. Сравнительный анализ поверхностных интенсификаторов теплоотдачи при ламинарном течении // Тезисы докладов: VII Королевские чтения. Всероссийская молодежная научная конференция. Самара. 2003. С.148.

24. Щелчков А.В. Теплоотдача и гидродинамика в канале с поверхностными интенсификаторами // Тезисы докладов: XI Туполевские чтения. Всероссийская молодежная научная конференция. Казань. КГТУ им.А.Н.Туполева. 2003. С.148.

25. Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С. Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). // М.:Энергоатомиздат, 1984,296 с.

26. Анисин А.К., Теплоотдача и сопротивление трубчатой поверхности с двусторонними сфероидальными элементами шероховатости // Энергетика. 1983, №3. С. 71-74.

27. Шрадер И.Л. и др. Интенсифицированные ТВП // Теплоэнергетика. 1999. №9. С. 54-56.

28. Беленький М.Я. и др. Экспериментальное исследование тепловых и гидравлических характеристик теплообменных поверхностей, формованных сферическими лунками // Теплофизика высоких температур. 1991. Том 29, №6. С. 1142-1147.

29. Коулман, Ходж, Тейлор. Новая обработка эксперимента Шлихтинга по исследованию шероховатости поверхности // Теоретические основы инженерных расчетов. 1984. №1. С. 95-100.

30. Альбом течений жидкости и газа: Пер. с англ./Сост. М. Ван-Дайк М.: Мир, 1986.-184 с.

31. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. М.: Энергия, 1973.-320.

32. Жукаускас А.А. Конвективный перенос в теплообменниках. М.: Наука, 1982.-471 с.

33. Нагога Г.П., Ануров Ю.М. Результаты модельных и натурных исследований интенсификации «смерчевым» способом // Тезисы доклада II Респ. конф. «Совершенствование теории и техники тепловой защиты энергетических устройств». Киев, 1990. С.25-26.

34. Нагога Г.П., Рукин М.В., Ануров Ю.М. Гидравлическое сопротивление в плоских каналах со сферическими углублениями // охлаждаемые газовые турбины двигателей летательных аппаратов: межвуз. сб. Казан, авиац. ин-т. Казань. 1990. С.40-44.

35. Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. и др. Экспериментальное исследование тепловых и гидравлических характеристик теплообменных поверхностей, формованных сферическими лунками // Теплофизика высоких температур. 1991. Т.29. № 16. С.1142-1147.

36. Афанасьев В.Н., Чудновский Я.П. Теплообмен и трение при безотрывном обтекании сферических углублений турбулентным потоком воздуха//Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1991. №4. С. 15-25.

37. Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. и др. Интенсификация теплообмена при использовании поверхности, формованной сферическими лунками // Тепломассообмен ММФ - 92: Тез. докл. / ИТМО АНБ, Минск. 1992. Т.1. 4.1. С.90-92.

38. Туркин А.В., Сорокин А.Г., Брагина О.Н. и др. Интенсификация теплообмена при помощи лунок в плоском канале при низких скоростях движения воздуха // Тепломассообмен ММФ - 92: Тез. докл. / ИТМО АНБ, Минск. 1992. Т. 1. Ч. 1. С. 18-21.

39. Александров А.А., Горелов Г.М., Данильченко В.П., Резник В.Е. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при обтекании поверхностей с развитой шероховатостью в виде сферических углублений //Пром. теплотехника. 1989. Т.Н. №6. С.57-61.

40. Почуев В.П., Луценко Ю.Н., Мухин А.А. Теплообмен в охлаждаемых лопатках высокотемпературных газовых турбин // Труды I Рос. нац. конф. по теплообмену. М.: Изд-во МЭИ, 1994. Т.8. С.178-183.

41. Гортышов Ю.Ф., Амирханов Р.Д. Теплообмен и трение в каналах со сферическими углублениями // Рабочие процессы в охлаждаемых турбомашинах и энергетических установках: межвуз. сб. Казань: КГТУ. 1995. С.87-90.

42. Интенсификация теплообмена в каналах / Э.К.Калинин, Г.А.Дрейцер, С.АЛрхо. 3-е изд., перераб. и доп. - М.: Машиностроение, 1990 - 208 с.

43. Бузник В.М. Интенсификация теплообмена в судовых установках. JL: Судостроение. 1969. 363 с.

44. Богомолов Е.Н. Рабочие процессы в охлаждаемых турбинах газотурбинных двигателей с перфорированными лопатками. М.: Машиностроение, 1987.-160 с.

45. Ольховский Г.Г. Энергетические газотурбинные установки.- М.: Энергоатомиздат, 1985.

46. Мигай В.К. Моделирование теплообменного энергетического оборудования. Л.: Энергоатомиздат, 1987. 284 с.

47. Фраас А., Оцисик М. Расчет и конструирование теплообменников. М.: Атомиздат, 1971. 356 с.

48. Калафати Д.Д., Попалов В.В. Оптимизация теплообменников по эффективности теплообмена. М.: Энергоатомиздат, 1986. 152 с.

49. Антуфьев В.И. Эффективность различных форм конвективных поверхностей нагрева. М.: Энергия, 1966. 183 с.

50. Тихонов A.M. Регенерация тепла в авиационных ГТД. М.: Машиностроение, 1977. 106 с.

51. Воронин Г.И., Дубровский Е.В. Эффективные теплообменники. М.: Машиностроение, 1973.-95 с.

52. Андреев П.А., Гринман М.И., Смолкин Ю.В. Оптимизация теплоэнергетического оборудования АЭС. М.: Атомиздат, 1975. 221 с.

53. Коваленко JI.M., Глушко А.Ф. Теплообменники с интенсификацией теплоотдачи. М.: Энергоатомиздат, 1986. 240 с.

54. Керн Д., Краус А. Развитые поверхности теплообмена. М.: Энергия, 1977.-461 с.

55. Теплообменные аппараты холодильных установок / Под ред. Г.Н.Даниловой. JL: Машиностроение, 1986. 303 с.

56. Баев С.Ф. Судовые компактные теплообменные аппараты. Л.: Судостроение, 1965. 240 с.

57. Гоголин А.А. и др. Интенсификация теплообмена в испарителях холодильных машин. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1982. -244 с.

58. Теория и техника теплофизического эксперимента: Учеб. пособие для вузов / Ю.Ф.Гортышов, Ф.Н.Дресвянников, Н.С.Идиатуллин и др.; Под ред. В.К.Щукина. М.: Энергоатомиздат, 1985. - 360 с.

59. Мигай В.К. Повышение эффективности современных теплообменников. Л.: Энергия, 1986.

60. Мотулевич В.П. Метод относительного соответствия и его применение в задачах тепло- и массообмена. Инженерно-физический журнал, t.XIV, 1968, №1.

61. Мотулевич В.П. К вопросу о методе относительного соответствия. В сб.: Двухфазные потоки и вопросы теплообмена, «Наука», 1970.

62. Ляхов В.К. Метод относительного соответствия при расчетах турбулентных пристеночных потоков. Изд-во Сарат. ун-та, 1975,124с.

63. Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассобмен и трение в турбулентном пограничном слое. 2-е изд., перераб. М.: Энергоатомиздат, 1985, 320 с.

64. Комаров П.Л., Поляков А.Ф. Исследование характеристик турбулентности и теплообмена за обратным уступом в щелевом канале / Препринт ИВТАН № 2-396. М., 1996,70 с.

65. Ковальногов Н.Н. Пограничный слой в потоках с интенсивными воздействиями. Ульяновск, УлГТУ, 1996.246 с.

66. Алемасов В.Е., Глебов Г.А., Козлов А.П. Термоанемометрические методы исследования отрывных течений / КНЦ АН СССР. Казань. 1990. 178 с.

67. Теплообмен и гидродинамика в каналах сложной формы / Под ред. В.М.Иевлева. М.: Машиностроение, 1986. 200 с.

68. Бузник В.М. Интенсификация теплообмена в судовых установках. Л.: Судостроение, 1969. 363 с.

69. Будов В.М., Дмитриев С.М. Форсированные теплообменники ЯЭУ. М.: Энергоиздат, 1989. 176 с.

70. Бажан П.И., Каневец Г.Е., Селиверстов В.М. Справочник по теплообменным аппаратам. М.: Машиностроение, 1989.-365 с.

71. Кутателадзе С.С. Теплопередача и гидродинамическое сопротивление. М.: Машиностроение, 1990. 367 с.

72. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. М.: Машиностроение, 1975. 427 с.

73. Алемасов В.Е., Глебов Г.А., Козлов А.П. Термоанемометрические методы исследования отрывных течений. Казань: Казанский филиал АН СССР, 1990.- 178 с.

74. Гогиш JI.B., Степанов Г.Ю. Турбулентные отрывные течения. М.: Наука, 1979.-367 с.

75. Драйвер Д.М., Сигмиллер Х.Л., Марвин Дж.Г. Нестационарные процессы в присоединяющемся слое смешения // Аэрокосмическая техника. 1988. - №3,- С.35-42.

76. Езерский А.Б. О пульсациях давления на жесткой стенке, вызванных вихревой дорожкой //Изв. АН СССР, МЖГ. 1986. -№2. - С. 167-169.

77. Итон Д.К., Джонстон Дж.П. Обзор исследований дозвуковых турбулентных присоединяющихся течений // Ракетная техника и космонавтика. 1981.- Т.19, №10 - С.7-19.

78. Ишии Ч., Хонами С. Нестационарные структуры отрывного трехмерного турбулентного пограничного слоя // Трехмерные пограничные слои. М.: Мир, 1985 - С. 110-119.

79. Кантуэлл Б.Дж. Организованное движение в турбулентных потоках // Вихри и волны. М.: Мир, 1984,- С.9-79.

80. Кусто Ж., Депозер А., Худевиль Р. Структура и развитие турбулентного пограничного слоя в осциллирующем внешнем потоке // Турбулентные сдвиговые течения 1. М.: Машиностроение, 1982-С.159-177.

81. Симпсон Р. Обзор некоторых явлений, возникающих при отрыве турбулентного потока // Теоретические основы инженерных расчетов.-1981- Т.103, №3.-С.131-149.

82. Турбулентные сдвиговые течения 1. Пер. с англ. / Под ред. А.С.Гиневского-М. Машиностроение, 1982.-432 с.

83. Турбулентные сдвиговые течения 2. Пер. с англ. / Под ред. А.С.Гиневского- М. Машиностроение, 1983.-422 с.

84. Алемасов В.Е., Давлетшин И.А., Козлов А.П., Михеев Н.И. и др. Перенос тепла в следе за поперечным цилиндром в градиентном потоке // Промышленная теплотехника.- 1999- Т.21, №4-5 С. 128-133.

85. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М. Картина формирования крупномасштабных вихрей за плохообтекаемым телом переменного сечения // Теплофизика и аэромеханика 1998 - Т.5, №4 - С.511-517.

86. Козлов А.П., Михеев Н.И., Молочников В.М., Давлетшин И.А. Взаимосвязь мгновенных гидродинамических и тепловых параметров в турбулентном отрывном течении // Минский междун. форум «Тепломассообмен ММФ-2000».- Минск 2000 - Т.1.- С.199-206.

87. Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Калугин В.Т. Аэродинамика отрывных течений. Учеб. пособие для втузов. М.: Высш. шк., 1988 351 с.

88. Алемасов В.Е., Глебов Г.А., Козлов А.П., Щелков А.Н. Турбулентные струйные течения в каналах. Казань: Казанский филиал АН СССР, 1988.- 172с.

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

90. Халатов А.А., Авраменко А.А., Шевчук И.В. Теплообмен и гидродинамика в полях центробежных массовых сил. Т.1.- Киев: Ин-т техн. теплофиз. НАН Украины, 1996.- 290с.

91. Suzuki Н., Suzuki К., Sato Т. Dissimilarity between heat and momentum transfer in a turbulent boundary layer disturbed by a cylinder // Pergamon Journals, 1988.-P.259-265.

92. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В. Теплообменные аппараты с интенсифицированным теплообменом. Казань: КГТУ. 1999. 176 с.

93. Кутателадзе С.С. Анализ подобия в теплофизике. Новосибирск: Наука, 1982,280 с.

94. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел. Киев: Наукова Думка, 1982. 302 с.