ИСТИНА

Проведены численные и экспериментальные исследования течения в кольцевом и коническом канале переменного сечения. Течение пред-полагалось безотрывным, поэтому рассматривались только небольшие углы наклона стенок канала. Для чисел Рейнольдса в диапазоне 1000-10000 рассчитаны профили скорости, энергии турбулентности, напря-жений Рейнольдса и определяемые ими характеристики турбулентного теплообмена. Расчеты показали сильное влияние угла раскрытия канала на турбулентные характеристики потока. Увеличение интенсивности турбулентности в случае подвода тепла к стенке приводит к увеличе-нию характеристик теплообмена. При использовании такого канала в теплообменном аппарате можно не применяя искусственную турбули-зацию потока увеличить число Нуссельта и коэффициента аналогии Рейнольдса по сравнению с каналом постоянного сечения при тех же числах Рейнольдса. Расчеты проведены с применением трёхпараметрической диффе-ренциальной модели турбулентности [1], дополненной уравнениями для турбулентного переноса тепла, проведено численное исследование течения и теплообмена в кольцевом и коническом каналах с различной степенью расширения. В качестве теплоносителя рассматривался вода. Показано [2], что в расширяющихся каналах (кольцевом и кониче-ском) при всех рассмотренных изменениях угла раскрытия и чисел Рей-нольдса основные характеристики теплообмена – число Нуссельта и коэффициент аналогии Рейнольдса – оказываются выше, чем в сужаю-щихся каналах, при том же числе Рейнольдса. Это превышение возрас-тает с увеличением угла раскрытия. С помощью численного моделирования были определены характе-ристики экспериментальной установки теплообменника с диффузорны-ми каналами работающей по схеме с противотоком теплоносителей (т.е. направления потоков горячего и холодного теплоносителя в теплообменнике противоположны). Также в зависимости от положения вентелей-переключателей данная установка может работать в двух режимах, а именно «диффузор-в-диффузоре» или «конфузор-в-конфузоре». В работе представлены измеренные характеристики теплообмена для двух этих режимов, а также сравнения их с расчетными данными. Интенсификация теплообмена в таком теплообменнике с диффу-зорными каналами достигается без заметного роста коэффициента тре-ния. Это является принципиальным отличием рассмотренного способа интенсификации теплообмена от многих известных способов, где уве-личение теплоотдачи достигается ценой значительного роста гидравли-ческих потерь.