Лобанов Игорь Евгеньевич - доктор технических наук, ведущий научный сотрудник ПНИЛ-204 МА,
125993, г. Москва, A-80, ГСП-3, Волоколамское шоссе, д. 4
Igor E. Lobanov - Dr. Sci. (Eng.), Leading Researcher, PNIL-204 MA,
4 Volokolamskoe highway, A-80, GSP-3, Moscow 125993
Цель. Целью исследования является численное низкорейнольдсовое моделирование теплоотдачи в трубе с выступами полукруглых поперечных профилей с критериями Рейнольдса, характерными для ламинарных, переходных и турбулентных течений теплоносителей.
Метод. Реализованные методом (ФКОМ-ом) в статье были сгенерированы как местные, так и интегральные, как стационарные, так и нестационарные характеристики потока и теплоотдачи в трубе с внутренними рёбрами при переходных и ламинарных поточных режимов теплоносителя, что позволило детерминировать для этих режимов уровни интенсификации теплообмена, которые удовлетворительно коррелируют с имеющимися опытными данными.
Результат. Моделирование теплообмена на воздухе в трубах с турбулизаторами на базе низкорейнольдсовой модели Ментера при высоких числах Рейнольдса вплоть до миллиона обусловливает перспективное моделирование теплообмена в трубах с турбулизаторами данным методом и при более высоких числах Рейнольдса.
Вывод. Модель адекватно описывает реализуемые явления интенсифицированной теплоотдачи для ламинарного, переходного и турбулентного режимов течений теплоносителя с широким диапазоном чисел Прандтля. Полученные закономерности могут использоваться при инженерном и научном расчете интенсифицированного ламинарного, переходного и турбулентного теплообмена при течении в каналах с выступами, используемых в перспективных теплообменниках, применяемых, в том числе, в авиационной и ракетнокосмической технике.
Objective. The aim of the study is numerical low-Reynolds modeling of heat transfer in a pipe with protrusions of semicircular transverse profiles with Reynolds criteria characteristic of laminar, transitional and turbulent flows of coolants.
Method. Implemented by the method (FCOM-om) in the article, both local and integral, both stationary and non-stationary characteristics of flow and heat transfer in a pipe with internal ribs were generated in transient and laminar flow modes of the coolant, which made it possible to determine for these modes the levels of heat transfer intensification, which satisfactorily correlate with the available experimental data.
Result. The successful modeling of air heat transfer in pipes with turbulators based on the low-Reynolds Mentor model at high Reynolds numbers up to one million determines the promising modeling of heat transfer in pipes with turbulators by this method and at higher Reynolds numbers.
Conclusion. Therefore, the applied model adequately describes the realized phenomena of intensified heat transfer for laminar, transient and turbulent modes of coolant flows with a wide range of Prandtl numbers. The obtained patterns can be used in the engineering and scientific calculation of intensified laminar, transient and turbulent heat transfer during flow in channels with protrusions used in promising heat exchangers used, among other things, in aviation and rocket and space technology.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.