кнопка поиска  |   Ru  |  En

 Теплоотдача и кинематическая структура пульсирующего потока

в диффузорных и конфузорных каналах


Проведены экспериментальные исследования структуры течения в диффузорах и конфузорах различного угла раскрытия и сужения, а также диффузорно-конфузорном канале на пульсирующих режимах течения газа. Измерения полей скорости потока проводились современными оптическими методами PIV (Particle Image Velocimetry) и SIV (Smoke Image Velocimetry) на рабочих участках с прозрачными стенками. Система регулирования пульсаций потока обеспечивала широкие диапазоны частот (0 – 193 Гц) и относительных амплитуд скорости потока (0 – 1).



Экспериментальная установка:




Установлены особенности распределений гидродинамических параметров (давления, скорости) по длине диффузоров и конфузоров на пульсирующих режимах потока, например, немонотонность распределения скорости (рис.1a) и возможность появления обратных токов в фазе замедления (рис.1b).

Рис.1. Распределения продольной компоненты скорости в диффузоре (а) в различных фазах φ наложенных колебаний с частотой  f=173 Гц и конфузоре (b) при f=185 Гц





Анализ особенностей гидродинамических процессов в этих каналах проводился на основе распределений скорости по оси каналов и по профилям скоростей в характерных сечениях. Оказалось, что в пульсирующих потоках их структура в исследуемых каналах довольно сильно различается в разных фазах наложенных пульсаций и отличается от структуры стационарного течения. Например:

- в диффузорах с умеренным углом раскрытия на низких частотах профили скоростей имеют формы различные в фазах ускорения и торможения – в фазе ускорения формы более наполненные, чем в фазе торможения потока:



 - в начальной части диффузоров образуются вихри, которые приводят даже к местным ускорениям потока в фазах высоких скоростей:



- в диффузорах с большим углом раскрытия (отрывных диффузорах)  образуются дополнительные вихревые структуры в средней части диффузора, которые также могут приводить к локальным ускорениям потока:



Исследованиями выявлены также основные особенности структуры пульсирующих течений в конфузорах. В частности выявлено, что в выходной части конфузоров с углами сужения и/или частоты пульсаций выше определенных значений образуются вихри, которые приводят к локальному торможению потока на выходе из конфузоров в фазах высоких скоростей

Аналогичные исследования структуры течений в диффузорно-конфузорном канале показали, что пульсации потока при последовательном расположении диффузоров и конфузоров приводят к усилению процессов вихреобразования в этих каналах и заметному изменению распределений параметров потока.



Подробнее результаты исследований по данной тематике изложены в разделе Отчеты:

http://hhtlab.ru/Ru/rffi_13_08_00359.html