Details

Работа посвящена экспериментальному исследованию течения и теплообмена на поверхности установленных в ряд круговых обогреваемых цилиндров, как наиболее распространенного элемента теплообменных аппаратов. В работе использована комплексная методика, включающая градиентную теплометрию и PIV. Показано удовлетворительное согласование результатов предлагаемой методики с результатами экспериментальных и численных исследований других авторов. Оценен уровень достоверности результатов и метрологический уровень используемой методики. Предложены методы повышения точности экспериментальных данных. Выявлена и обоснована связь как усредненных по времени, так и пульсационных составляющих скорости в следе за цилиндром и местных плотности теплового потока и коэффициента теплоотдачи на поверхности цилиндра. Экспериментально исследованы системы, состоящие из двух и трех цилиндров, установленных в ряд. Показаны отличия течения и теплообмена на поверхности второго и третьего цилиндра. Показана зависимость распределения пульсационных и усредненных по времени параметров течения и теплообмена по поверхности ниже стоящих цилиндров в зависимости от шага установки. Получены поля скорости вблизи обтекаемых моделей, а также распределение продольной и поперечной компонент скорости в следе за моделью. Получены распределения безразмерного коэффициента теплоотдачи по поверхности модели в зависимости от режима течения и геометрии системы. Получены уравнения подобия для второго, третьего и трех цилиндров.

The paper is devoted to the experimental study of the flow and heat transfer at the surface of circular heated cylinders installed in a row, as the most common element of heat exchangers. A comprehensive technique was used in the paper, including gradient heatmetery and PIV. Satisfactory agreement of the results of the proposed method with the results of experimental and numerical studies of other authors is shown. The reliability level of the results and the metrological level of the method used were assessed. Methods for improving the accuracy of experimental data are proposed. The relationship between both the time-averaged and fluctuation components of the velocity in the wake behind the cylinder and the local heat flux per unit area and the heat transfer coefficient at the cylinder surface is revealed and substantiated. Systems consisting of two and three cylinders installed in a row have been experimentally investigated. The differences in flow and heat transfer at the second and third cylinders surface are shown. The dependence of the distribution of the fluctuating and time-averaged flow and heat transfer parameters over the surface of the cylinders below is shown, depending on the installation step. Velocity fields near the models are obtained, as well as the distribution of the longitudinal and transverse velocity components in the wake behind the model. The distributions of the dimensionless heat transfer coefficient over the surface of the model are obtained depending on the flow regime and the geometry of the system. Similarity equations for the second, third and three cylinders are obtained.