«Интенсификация вихревых процессов в двигательных установках, теплообменниках на основе разрабатываемых энергоэффективных структурированных поверхностей» для реализации стратегического проекта «Передовые цифровые, интеллектуальные технологии в моделировании, проектировании и управлении» в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет-2030»НИР

"Intensification of vortex processes in propulsion systems, heat exchangers based on energy-efficient structured surfaces being developed" for the implementation of the strategic project "Advanced digital, intelligent technologies in Modeling, Design and management" within the framework of the strategic academic leadership program "Priority 2030"

Источник финансирования НИР

Хоздоговор, СПбГМТУ

Этапы НИР

# Сроки Название
1 17 апреля 2023 г.-5 июля 2023 г. Модификация установки НИИ механики для возможности изменения уровня турбулентного потока, набегающего на поверхностные вихрегенераторы. Проведение расчетно-экспериментальных исследований влияния уровня турбулентности и угла наклона на режимы течения и перепады давления в одиночных ОТЛ.
Результаты этапа: Экспериментально и численно определено влияние угла наклона ОТЛ на распределение коэффициента давления по поверхности ОТЛ. Получены профили скорости в характерных поперечных сечениях канала вниз по потоку за ОТЛ, позволившие установить структуру и уровень возмущений течения в канале, вносимых ОТЛ. Численно оценено влияние уровня турбулентности набегающего потока на структуру течения внутри ОТЛ и распределение коэффициента безразмерного давления.
2 6 июля 2023 г.-5 октября 2023 г. Проведение расчетно-экспериментальных исследований влияния числа Рейнольдса на режимы обтекания и перепады давления в вихрегенераторах V-образного типа постоянной глубины.
Результаты этапа: Осуществлена модернизация конструкции координатного устройства, заключающаяся в полной автоматизации перемещения пневмометрического зонда в задаваемых сечениях рабочего канала. Предложен и апробирован индикаторный метод зондирования, позволяющий получать данные для непосредственного сравнения с соответствующими результатами численного моделирования трёхмерных течений в проточной части канала. Представлены оценки влияния одиночной и системы из 3-х ОТЛ на структуру и интенсивность возмущений течения в канале. Уточнены распределения давления на внутренней поверхности ОТЛ, определяющие режимы отрывного обтекания и уровень порождаемых ОТЛ возмущений.
3 11 октября 2023 г.-5 декабря 2023 г. Проведение расчетно-экспенриментальных исследований структуры обтекания и эффективности вихрегенераторов переменной относительной глубины V и K-типов
Результаты этапа: Выполнено детальное экспериментальное исследование обтекания дозвуковым турбулентным потоком воздуха двух новых модифицированных овально-траншейных лунок (ОТЛ), имеющих в плане V-образную или каплевидную конфигурации. Измерены распределения давления по поверхности 4-х вариантов моделей каверн в характерных сечениях и визуализированы картины поверхностных линий тока течений, возникающих при их обтекании. Установлено существенное влияние глубины и угла наклона каверн относительно направления потока на структуру течения. Предложен критерий, приближенно оценивающий интенсивность возвратного течения в кавернах. Показано, что V-образная овально-траншейная лунка, в которой интенсификация возвратного течения реализуется в обеих частях каверны, составляющих угол 45º с направлением потока, может быть более эффективным элементом рельефа для теплообменных поверхностей, чем соответствующая исходная ОТЛ. Трансформация геометрии исходной ОТЛ в каплевидную каверну практически оставляет неизменной скорость возвратного течения в передней по потоку половине обеих моделей, что должно означать сохранение полезных теплофизических свойств ОТЛ. При этом хвостовая часть каплевидной каверны имеет намного меньшую площадь и наклон стенок, чем исходная ОТЛ, что должно приводить к снижению гидравлического сопротивления канала, оснащенного лунками ОТЛ каплевидной модификации по сравнению с ОТЛ исходной формы. В целом, можно ожидать повышения теплогидравлических характеристик поверхностей с рельефами из каплевидных элементов.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".