В системах воздушного охлаждения и обогрева широкое применение находят теплообменники, использующие явление свободной конвекции. Интенсификация теплообмена при свободной конвекции в коридорном однорядном вертикальном пучке горизонтальных труб имеет практическое приложение для создания высокоэффективных, компактных аппаратов.
Теплоотдача единичного горизонтального цилиндра в условиях естественной конвекции была изучена достаточно полно, так же подробно исследованы вопросы свободной конвекции вертикального пучка горизонтальных труб. Однако тепловое и гидродинамическое воздействия соседних труб друг на друга мало изучены, кроме этого представляет интерес поведение естественно-конвективного потока в стесненных условиях.
В настоящее время при проведении численных исследований часто используются различные коммерческие вычислительные пакеты. Одним из таких пакетов является российский программный комплекс FlowVision. Программный комплекс FlowVision решает трехмерные уравнения динамики жидкости и газа, которые включают в себя законы сохранения массы, импульса (уравнения Навье-Стокса), уравнения состояния. Однако надо понимать, что применение программных комплексов для проведения исследований различных гидродинамических процессов требует анализа границ их применимости и проведения сравнения результатов численных расчетов и экспериментов.
В представленной работе анализируется механизм развития газодинамических возмущений в воздухе, вызванных пространственно неоднородным энерговкладом высокой мощности. Численное моделирование позволило получить детальную информацию о параметрах потока при взаимодействии разряда с газовой средой. Формирование быстрых струй, первоначально наблюдаемых экспериментально, подтверждено с помощью численного моделирования. Получена информация о трехмерной структуре струи. Обнаружено, что в некоторых случаях струя разделяется на две части:
основную и быструю, формирующую газодинамический «предвестник». Численно исследованы условия возникновения неустойчивости Релея-Тейлора и еѐ влияние на первоначально искаженную форму разрядного канала. Обнаружено, что температура газа в разрядном канале достигает максимального значения через некоторое время после выключения источника тепла. Этот эффект вызван возвратно-поступательными движениями газа в разрядном канале, которые затем ускоряют ударную волну, а также создают условия для развития неустойчивости Релея-Тейлора.
Целью данной работы является проверка возможности моделирования нагрева твердого тела с анизотропией коэффициентов теплопроводности посредством программного комплекса FlowVision 2.3.0. Для этого был выбран рулон полосы металла, который имеет разную величину коэффициента теплопроводности в осевом и радиальном направлении. В процессе смотки рулона образуются газовые промежутки между витками, при этом передача тепла осуществляется: излучением и теплопроводностью через газ в зазоре и контактным путем в местах соприкосновения витков. Расчет температурного поля в рулоне обычно проводят по методике расчета теплообмена полого цилиндра конечного размера с газовой средой в аналитической форме.
Для реализации вибросейсмического воздействия внутрискважинными источниками требуется низкочастотный гидравлический привод, обладающий достаточной мощностью и поддерживающий частоту излучения с точностью 0.1 Гц.
Одним из возможных вариантов привода с такими характеристиками, является привод с катарактой в обратной связи.
Настоящее и будущее электронной аппаратуры связано с использованием больших мощностей при сравнительно малых объемах. Для современной аппаратуры плотность теплового потока доходит до 100 Вт/см2 и более, который следует отводить надежной системой охлаждения с габаритно-массовыми характеристиками соизмеримой с данным устройством.
Одним из перспективных и эффективных способов интенсификации теплообменных процессов является использование в теплообменных устройствах пористых материалов.
Теплообменник зерносушильного комплекса предназначен для нагрева атмосферного воздуха, который в дальнейшем используется для сушки зерна.
В данной работе рассмотрен теплообменник производства компании ОАО «Амкодор» (г.Минск), который конструктивно состоит из четырех одинаковых секций. В каждой секции теплообменника происходит нагрев проходящего сквозь нее атмосферного воздуха путем передачи тепла от дымовых газов через пакет труб, по которым непосредственно проходят дымовые газы.
В ядерных реакторах широко применяются тепловыделяющие сборки (ТВС) с оребренными твэлами, к которым относятся, в частности, сборки с витыми твэлами, имеющими различную форму поперечного сечения, а также с твэлами, дистанционируемыми проволочной навивкой. Витые твэлы используются, например, в исследовательском реакторе ПИК и ядерных энергодвигательных установках, а твэлы с проволочной навивкой в быстрых натриевых реакторах.
В ядерных реакторах широко применяются тепловыделяющие сборки с оребренными твэлами, к которым относятся, в частности, сборки с витыми твэлами, имеющими различную форму поперечного сечения, и твэлами, дистанционируемыми проволочной навивкой. Витые твэлы используются, например, в исследовательском реакторе ПИК и ядерных ракетных двигателях, а твэлы с проволочной навивкой − в быстрых натриевых реакторах. Прорабатывается вариант конструкции тепловыделяющей сборки реактора БРЕСТ-ОД-300, охлаждаемого жидким свинцом, в которой твэлы дистанционируются двухзаходной проволочной навивкой на твэле.
Рассматривается проблема численного моделирования процессов тепломассопереноса в реакторах на быстрых нейтронах с натриевым теплоносителем с помощью коммерческих Computational Fluid Dynamics (CFD) программных комплексов. Показано, что используемая в большинстве моделей турбулентности аналогия Рейнольдса не позволяет учитывать особенности теплопереноса в жидкометаллическом теплоносителе. Представлены результаты по разработке модели турбулентного теплопереноса LMS (Liquid Metal Sodium), учитывающей специфику натриевого теплоносителя. Это удалось сделать за счёт включения в систему уравнений модели выражения для турбулентного числа Прандтля, введения поправки, учитывающей гравитационную анизотропию турбулентного теплового потока, и тепловой пристеночной функции.
Для откачки пластовой жидкости из нефтяных скважин используются погружные центробежные насосы. Они выпускаются в течение длительного времени, в больших количествах и имеют широкий типоразмерный ряд. Современная практика требует быстрого обновления модельного ряда и проектирования погружных насосов с характеристиками, превосходящими ранее созданные образцы. Сократить время разработки насосов с улучшенными характеристиками можно за счет применения численного моделирования. Для этого необходима система автоматизированного проектирования и инженерного анализа погружных центробежных насосов.
В настоящее время программный комплекс FlowVision активно используется в ОАО “ОКБМ им. И.И.Африкантова”, при проектировании лопастных машин. В представленной работе рассмотрено проведение CFD-расчета одноступенчатого осевого вентилятора, предназначенного для системы вентиляции АЭС.
Вентилятор выполнен по схеме “ВНА+РК+СА”, его проектирование на заданные параметры осуществлялось по методике моделирования, изложенной в доступной литературе. В качестве модельных характеристик взяты аэродинамические характеристики вентилятора ОВ-8, полученные при испытаниях, проводимых в вентиляторной лаборатории ЦАГИ.
