Тип публикации: диссертация
Год издания: 2023
Ключевые слова: тепловизионное оборудование, лазерная доплеровская анемометрия, вихревая матрица, компланарные каналы, cотовые поверхности
Аннотация: В диссертационной работе изучаются два типа макрошероховатостей – это поверхности с ячейками гексагональной формы (сотами) и перекрещенные ребра, которые образуют компланарные каналы (вихревые или решетчатые матрицы). Такие устройства противоположно воздействуют на интенсивность теплообмена – на поверхностях с сотами он значительноПоказать полностьюподавляется, а в решетчатых матрицах – интенсифицируется. Впервые с использованием оптических методов PIV и LDA детально изучена аэродинамическая структура при обтекании поверхности с гексагональными сотами различной глубины. Было установлено, что наличие сот приводит к формированию вихревой структуры внутри ячеек и эффекту «проскальзывания» потока. Скорость «скольжения» газа над ячейками может достигать 30% от скорости в ядре потока. Однако, наличие сот приводит к увеличению турбулентных пульсаций и росту коэффициента сопротивления до 4.5 раз.?Впервые лазер-доплеровским анемометром экспериментально изучена структура осредненного и пульсационного течений внутри ячеек вихревой матрицы. Показано, что профиль вектора скорости по высоте канала сходен с течением в гладком канале с тем отличием, что направление потока меняется по высоте. При этом градиенты скорости вблизи стенок канала возрастают, также, как и турбулентные пульсации. Получены результаты тепловизионных измерений на поверхности тепловых участков с компланарными каналами. Определены области повышенного теплообмена, а также степень интенсификации теплопереноса в зависимости от угла наклона ребер и числа Рейнольдса. Был получен рост теплоотдачи выше 4-7 раз по сравнению с гладким каналом. Результаты исследования теплообмена в вихревых матрицах были использованы компанией ООО «Катависта» для создания каталитических теплообменников для решения проблем водородной энергетики.