Экспериментальное исследование течения и теплообмена в системе расположенных в ряд цилиндров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.14, кандидат наук Сероштанов Владимир Викторович

• Сероштанов Владимир Викторович
• кандидат наук
• 2021

Оглавление диссертации кандидат наук Сероштанов Владимир Викторович

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Актуальность задачи

1.2 Модель одиночного цилиндра

1.3 Экспериментальное исследование и численное моделирование нестационарного теплообмена

1.4 Использование градиентной теплометрии

1.5 Объем и задачи исследования

Глава 2. Методика, техника и метрология эксперимента

2.1 Методы исследования и определяемые величины

2.2 Экспериментальные модели

2.3 Аэродинамическая труба

2.4 Particle image velocimetry

2.5 Обработка сигналов ГДТП

2.6 Экспериментальный стенд

2.7 Неопределенность измерений и расчетов

2.7.1 Неопределенность измерений местной плотности

теплового потока

2.7.2 Неопределенность расчета местного КТО

2.7.3 Неопределенность оценки скорости

Глава 3. Верификация методики и результатов эксперимента

3.1 Обтекание одиночного цилиндра

3.2 Теплообмен на поверхности одиночного цилиндра

3.3 Нестационарный теплообмен при обтекании цилиндра

Глава 4. Результаты и обсуждение экспериментов

4.1 Поперечное и косое обтекание одиночного цилиндра

4.2 Обтекание двух цилиндров

4.3 Обтекание трёх цилиндров

4.4 Интенсификация теплообмена на поверхности цилиндров

Заключение

Список литературы

Приложение А. Акты внедрения

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальное исследование течения и теплообмена в системе расположенных в ряд цилиндров»

Введение

Течение и теплообмен в энергетических установках представляет особую важность при расчете, проектировании и оптимизации оборудования. Не меньший интерес вызывают они и в среднеквадратичном ключе, при попытках интенсификации, выявлении новых и предварительных фактов, дающих новые возможности научного и прикладного характера.

Обтекание и теплообмен на поверхности труб и трубных пучков исследуются давно и успешно, однако возможности экспериментаторов до недавнего времени во многом ограничивались дефицитом первичных преобразователей, в первую очередь, быстродействующих датчиков теплового потока.

Развитая к настоящему времени градиентная теплометрия дала многообещающие результаты, однако многие задачи, связанные с нестационарными процессами течения и теплообмена, еще ждут своего решения. В первую очередь, речь идет об исследовании пульсационных характеристик теплового потока и их связи с особенностями турбулентного течения вблизи теплообменных поверхностей.

Актуальность темы исследования. Диссертация посвящена исследованию течения и теплообмена при поперечном и косом обтекании круглого цилиндра и системы цилиндров, расположенных в ряд - включая нестационарный теплообмен, вихреобразование и другие особенности, важные, но недостаточно исследованные.

В работе использовано сочетание теплометрии и PIV (Particle Image Velocity - измерение скорости по изображению частиц), ранее апробированные на задачах, связанных с теплообменом на одиночных цилиндрах и оребрённых трубах. Основной упор сделан на изучение пульсационных характеристик, выявление связей между характеристиками теплообмена и течения, верификацию численных методов исследования и интенсификацию теплообмена.

Решение этих задач представляется интересным и полезным как в фундаментальном, так и в прикладном плане.

Степень разработанности темы. Количество работ, посвященных теплообмену при обтекании труб, весьма велико, а полученные в них результаты успешно используются в инженерной практике. Достаточно упомянуть исследо-

вания М. В. Кирпичева, А. А. Жукаускаса, Э. Ахенбаха, Э. Спэрроу, Я. Морено, Е. Н. Письменного, Х. Накамура, А. А. Гусакова и многих других.

Прямое измерение нестационарного (пульсирующего) теплового потока и расчет коэффициентов теплоотдачи (КТО) стали возможны благодаря использованию градиентных датчиков теплового потока (ГДТП) как основы градиентной теплометрии, методика и элементная база которой активно развивается в Санкт-Петербургском политехническом университет Петра Великого с 1996 г. Однако и это перспективное направление до последнего времени не давало глубокого представления о пульсационных характеристиках теплообмена.

Для выявления связи с течением успешно используется Р1У, апробированная на широком круге нестационарных задач.

Сочетание этих методов выполняют, прежде всего, для верификации численного моделирования и углубленного представления о связи нестационарных процессов течения и теплообмена.

Цели и задачи работы. Целью диссертации является применение комплексной методики, объединяющей градиентную теплометрию и Р1У, для исследования усредненных и пульсационных характеристик течения и теплообмена на поверхности цилиндров, установленных в ряд, при их поперечном и косом обтекании.

К основным задачам исследования относятся:

— верификация численного моделирования течения и теплообмена на поверхности одиночного цилиндра и цилиндров, расположенных в ряд;

— определение пульсационных характеристик течения и теплообмена с учетом длины рециркуляционного пузыря, характеру вихреобразования и других факторов, роль и значение которых устанавливает Р1У;

— изучение особенностей спектра мощности пульсаций плотности теплового потока и частот, характеризующих пики на нем, при различных режимах течения и на различных азимутальных углах;

— исследование течения и теплообмена при поперечном и косом обтекании одиночного цилиндра с выявлением и обоснованием пульсационных характеристик;

— исследование системы из двух и трех цилиндров, установленных с различным шагом, при различных режимах течения;

— исследование нестационарного теплообмена при установке продольных стрежней-турбулизаторов в системе из трех расположенных в ряд цилиндров.

Научная новизна исследования заключается в следующем:

1. впервые комплексно получены и исследованы пульсационные параметры течения и теплообмена при поперечном и косом обтекании нагретого цилиндра, а также двух и трех цилиндров, расположенных в ряд;

2. впервые установлены и обоснованы связи параметров теплообмена с характеристиками течения в следе, формированием рециркуляционного пузыря, характером образования и присоединения вихрей при различных геометрических и режимных характеристиках эксперимента;

3. получены уравнения подобия для теплообмена на поверхности второго и третьего цилиндра при различном его удалении от первого и для различных режимов течения;

4. показаны особенности нестационарного теплообмена, связанные с действием стержней-турбулизаторов, установленных на первом и третьем цилиндрах, при их расположении в ряд.

Теоретическая и практическая значимость работы. Доказана возможность верификации численных методов исследования теплообмена и течения при обтекании одиночных и расположенных в ряд цилиндров с помощью физического эксперимента с использованием градиентной теплометрии и Р1У.

Выявлены связи нестационарных параметров теплообмена в исследуемых системах с картиной течения (длиной рециркуляционного пузыря, вихреобразо-ванием), геометрией моделей и режимом течения.

Реализация предлагаемого метода позволяет использовать результаты исследования при создании инженерных методик расчета теплообменников с трубчатыми поверхностями теплообмена и других устройств, использующих такие поверхности.

Методология исследования. В исследовании сочетается использование апробированной элементной базы градиентной теплометрии и аналого-цифровых преобразователей сигналов ГДТП с Р1У, позволяющей визуализировать мгновенные и усредненные по времени поля скорости при обтекании исследуемых моделей.

Также сочетание указанных методик позволяет в едином опыте и в реальном времени исследовать параметры течения и теплообмена (включая нестационарные). Устанавливается соответствие полученных в тестовых экспериментах результатов с приводимыми в литературе, объяснены расхождения отдельных данных с приводимыми в других источниках.

На защиту выносятся:

1. методика, сочетающая градиентную теплометрию и Р1У как средство исследования течения и теплообмена на поверхности поперечно и косо обтекаемого цилиндра и системы цилиндров, расположенных в ряд;

2. модели, оснастка и аппаратура для исследования пульсационных составляющих течения и теплообмена;

3. новые результаты, полученные при поперечном и косом обтекании одиночных цилиндров, цилиндров расположенных в ряд и цилиндров со стрежнями-турбулизаторами;

4. результаты, полученные при поперечном и косом обтекании цилиндров в различных геометрических и режимных условиях эксперимента;

5. уравнения подобия для расчета КТО при поперечном и косом обтекании второго и третьего цилиндра при различных геометрических и режимных параметрах;

6. результаты интенсификации теплообмена при размещении стержней-турбулизаторов на поверхностях первого и третьего цилиндров.

Достоверность результатов работы определяется:

— использованием Р1У для визуализации полей скорости, термометрии и градиентной теплометрии как технологий, получивших признание специалистов и успешно применяемых в экспериментах различного уровня и содержания;

— применением современных и аттестованных средств преобразования, обработки и архивирования данных;

— оценкой неопределенностей экспериментальных измерений и рассчитанных на их основе величин, в соответствии с действующими стандартами;

— удовлетворительным согласованием результатов, полученных в тестовых экспериментах, с апробированными работами отечественных и зарубежных исследователей.

Материалы диссертации докладывались и обсуждались на совещаниях, семинарах и конференциях:

1. Международная научная конференция «Современные проблемы теплофизики и энергетики» (Москва, 2017);

2. 16-ая международная конференция по теплообмену «International Heat Transfer Conference» (Пекин, 2018);

3. VII Российская национальная конференция по теплообмену (Москва, 2018);

4. Международная научная конференция по энергетике, экологии и строительству EECE-2019 (Санкт-Петербург, 2019);

5. XXII школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Москва, 2019);

6. Всероссийская научная конференция с международным участием «XI Семинар ВУЗов по теплофизике и энергетике» (Санкт-Петербург, 2019);

7. XXIII школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН А. И. Леонтьева «Проблемы газодинамики и тепломассообмена в энергетических установках» (Екатеринбург, 2021).

Личный вклад. Автор принимал непосредственное участие в разработке экспериментального стенда, создании моделей для экспериментального исследования течения и теплообмена и проведении опытов. Выполнил анализ и обобщение экспериментальных данных, полученных для системы цилиндров, расположенных в ряд для различных гидродинамических режимов при разной конфигурации. Диссертант принял непосредственное участие в подготовке и написании статей, а также докладов и выступлений на семинарах и конференциях.

Основные результаты диссертации опубликованы в 14 печатных работах, в том числе в 1 издании, входящих в перечень ВАК, и 13 изданиях, имеющих индекс Scopus/Web of Science.

Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения и списка литературы. Она включает 138 страниц основного текста с 83 рисунками и 5 таблицами. Список литературы содержит 98 наименований.

Глава 1. Обзор литературы 1.1 Актуальность задачи

Цилиндры - как одиночные, так и собранные в ряд или пучок - распространённая модель в исследованиях течения и теплообмена, поскольку трубы весьма часто используются в теплообменных аппаратах (теплообменниках) различного типа и назначения. Накопленный опыт в проектировании, конструировании, производстве и эксплуатации теплообменников позволил создать множество методик их расчета, опирающихся на усредненные по поверхности и определенные в стационарном режиме параметры течения и теплообмена.

Существует обширная база данных, связанных с течением и теплообменом на поверхности цилиндра, обтекаемого потоком жидкости в различных гидродинамических режимах. В сотнях работ исследованы течение и теплообмен вблизи цилиндров кругового, эллиптического, квадратного и треугольного профиля. Выявлены особенности поперечного и косого обтекания одиночных труб и их пучков. Ряд исследований посвящен интенсификации теплообмена. К числу обзорных относятся работы [1—5].

Использование цилиндров в качестве модели позволяет от одиночного гладкого цилиндра перейти к ряду или пучку, рассмотреть цилиндры с ребрам, изучить варианты интенсификации теплообмена и т. д.

В литературе представлены результаты, полученные при постоянной температуре на поверхности модели (Tw = const) и постоянной плотности теплового потока на этой поверхности (qw = const).

Оба варианта далеки от условий эксплуатации теплообменников. Если условие Tw = const применимо для испарителей, конденсаторов и других устройств, где постоянство температуры связано с фазовыми переходами теплоносителя, то условие qw = const не реализуется практически нигде, кроме электрических калориферов и других подобных устройств.

Выбор таких условий связан с возможностями экспериментальной техники. Гораздо проще обеспечить постоянную плотность теплового потока от электрического нагревателя с фиксированной мощностью и измерять температу-

ру Tw, чем задать температуру Tw = const и измерять местную плотность теплового потока. В наших исследованиях [6—9] последняя задача решается благодаря применению градиентных датчиков теплового потока [10—12] (см. раздел 1.4).

Цилиндрическая поверхность позволяет применять в эксперименте практически все технологии визуализации: PIV (Particle Image Velocimetry) [13; 14], SIV (Steam Image Velocimetry) [15; 16], LDA или LDV (Laser Doppler Anemometry или Laser Doppler Velocimetry) [17] и др. На цилиндрической поверхности удобно измерять температуру [18], давление [11] и скорость [17] - как инвазивными, так и неинвазивными методами. Использование цилиндров круглого, квадратного, треугольного, эллиптического или крылового сечения позволяет сравнивать данные натурного и численного эксперимента с расчётом. При численном моделировании течения и теплообмена вблизи цилиндров удобно создавать расчетную сетку, повышать ее качество, снижать потребные вычислительные мощности и визуализировать результаты моделирования. Уравнения подобия часто строят на основе зависимостей, полученных для одиночного цилиндра, вводя в них коэффициенты, учитывающие особенности обтекания рядов и пучков, влияние угла обтекания цилиндра потоком жидкости и другие факторы.

До последнего времени средние и местные плотности теплового потока рассматривались как функции параметров, осредненных по поверхности и полученных в стационарном режиме. Естественно, что и КТО не были в этом случае связанны с текущим временем. С развитием и распространением вычислительной и измерительной техники внимание исследователей привлекли местные нестационарные параметры течения и теплообмена: скорости, давления, плотности теплового потока, температуры и КТО. Исследования в нестационарном режиме позволяют, в первую очередь:

— апробировать новые измерительные средства и методы на тестовых задачах, оценить их применимость и информативность;

— дополнить и уточнить физическую картину обтекания и теплообмена, а иногда снять присущие ей противоречия;

— исследовать тепловые и гидродинамические процессы с учетом периодических составляющих скорости, давления, плотности теплового потока

и температуры, которые заметно влияют на тепловую нагрузку, эффективность и экологичность теплообменников и многих других объектов. Таким образом, тенденции, наметившиеся как в технике, так и в исследовательской практике, требуют исследовать нестационарный конвективный теплообмен на цилиндрических поверхностях и их обтекание потоком жидкости.

1.2 Модель одиночного цилиндра

Обтекание одиночного цилиндра и теплообмен на его поверхности изучают с 20-х годов прошлого века. Экспериментальной моделью в самых ранних работах служил цилиндр кругового сечения. Например, результаты работы [19] обобщены в виде зависимостей местного КТО от азимутального угла 6 (рисунок 1.1), где IV - скорость набегающего потока, м/с. Согласно данным автора, при увеличении скорости влияние «непоперечности» обтекания ослабевает.

/ кал 7 мг °С час]

ас 50 40 30 20 10

I \А/= 6,2 9

^т —' - 1 _

А/=4,1 --3,02^ 2,02 19

* * * - \Л/ И/ =

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110

0°

Рисунок 1.1 — Зависимость местного КТО на поверхности цилиндра

от азимутального угла 6 [19]

Несмотря на достаточно простую конфигурацию опыта и скудный, по сегодняшним меркам, инструментарий, автор другой работы [20] заключает: «Опыты показали также значительное возрастание теплопередачи с увеличением турбулентности потока. Установленные перед трубкой устройства, искусственно за-

вихряющие поток, увеличивают интенсивность теплопередачи более чем в два раза. Правда, энергия, расходуемая на создание потока, возрастала при этом весьма значительно. Последний результат представляет большой технический интерес. Остается невыясненным вопрос, одинаково ли в обоих случаях (увеличения скорости или турбулентности потока) возрастает с теплопередачей и затрата энергии на тягу. Ответ на него существенно повлияет на характер тех изменений, которые могут быть сделаны в конструкциях дымоходов печей и котлов» [20].

Таким образом, уже в то время исследователи не только обращали внимание на средние величины, но и отмечали существенное влияние турбулизации потока на течение и теплообмен как перед, так и за обтекаемым телом.

Исследования, выполненные за первые десятилетия, обобщил в своей монографии А. А. Жукаускас [21]. Турбулентности в пограничном слое и актуальности ее изучения посвящена глава 8 [21], в которой, в частности, предложено использовать для расчета турбулентное число Прандтля

Рг = -, (1.1)

где £т, £д - коэффициент турбулентной вязкости и коэффициент турбулентной температуропроводности, соответственно.

Процитируем весьма удачное изложение вопроса, которое дал А. А. Жукаускас [21]. Используем в тексте нашу нумерацию рисунков. «Поперечное обтекание цилиндра зависит, в первую очередь, от числа Рейнольдса. При Яе < 1 инерционные силы меньше сил вязкости, поток отделяется от цилиндра вблизи кормовой точки (рисунок 1.2, а). При Яе > 40 вихри начинают отрываться, образуя дорожку Кармана, устойчивую на большом удалении от цилиндра». В переходном режиме (150 < Яе < 300) след становится трехмерным, а далее полностью турбулизируется; картина сохраняется вплоть до критического значения Яе = 2-105, при котором регулярность схода вихрей нарушается (рисунок 1.2, б)» [21].

Отрыв пограничного слоя обусловлен силами трения, градиентом давления и скорости потока. В лобовой части давление падает, скорость возрастает, частицы преодолевают силы трения и движутся вдоль поверхности. Над кормовой частью давление возрастает, скорость падает, энергия рассеивается на тре-

Рисунок 1.2 — Схема обтекания кругового цилиндра по А. А. Жукаускасу при (а) Яе « 1, (б) Яе < 2-105, (в) Яе > 4Т05 [21]

ние, поэтому движение останавливается и меняется на обратное, что вызывает отрыв пограничного слоя. При докритических числах Рейнольдса отрыв происходит при ф ~ 80°, а при закритических смещается к ф ~ 140°. Сдвиг точки отрыва по поверхности цилиндра объясняют турбулизацией пограничного слоя: он получает дополнительную энергию за счет турбулентных пульсаций скорости (рисунок 1.2, в).

Для периодично сходящих вихрей, образующих так называемую дорожку Кармана, принято апеллировать к числу Струхаля

БЬ = , (1.2)

т

где / - частота схода вихрей, Гц; d - диаметр цилиндра, м; т - средняя скорость потока, м/с. Для одиночного гладкого кругового цилиндра в интервале 104 < Яе < 1,2-106 число Струхаля БЬ « 0,2. Авторы работ [21—24] утверждают, что именно с частотой, соответствующей этому значению числа Струхаля, колеблются все основные параметры потока.

Для описания теплообмена используют уравнения подобия, в которых целевую функцию - КТО - представляет число Нуссельта

= О-р (1.3)

где а - местный или средний КТО, Вт/(м2-К), Ху - теплопроводность омывающей жидкости при ее средней температуре Ту, Вт/(м-К). Так, для определения КТО на лобовой образующей цилиндра ао рекомендуют уравнение

Киу = 1,14КеОЛ5Рг0'35, (1.4)

где Ргу = v/af - число Прандтля (V - кинематическая вязкость жидкости, м2/с; ау - ее температуропроводность, м2/с); все параметры жидкости определяют при температуре Ту. При оценке среднего КТО учитывают влияние степени турбулентности набегающего потока Ти:

= О,43Ке°у6Рг0'35Тит. (1.5)

Показатель степени т = 0,5 для Ти < 1% и возрастает до т = 0,65 по мере роста Ти от 1 до 20%. Зависимость местного КТО аф от азимутального угла ф, отсчитываемого от лобовой образующей, показано на рисунке 1.3. Коэффициент Ку = Киу ^е-0'5 Рг-0'37 (Ргу/Рг^)-0'25 часто встречается в литературе прошлого века.

№

! 1 /Л

С] I4

о — • — / г

д -* — 4 |

С 30 60 90 № ЯР f

1 - трансформаторное масло (Ие = 5'7-103' Рг = 112, Ти = 0,5%); 2 - воздух (Ие = 4,9-104, Рг = 0,7, Ти = 0,52%); 3 - вода (Ие = 6,8-104, Рг = 6,1, Ти = 1%);

4 - вода (Ие = 6,8-104, Рг = 6,1, Ти = 6,8%) Рисунок 1.3 — Распределение местного КТО на цилиндре при различных

числах Рейнольдса [21]

Влияние турбулентности в потоке жидкости на изменение местного КТО аф показано на рисунке 1.4.

Ход кривых на рисунках 1.3 и 1.4 позволяет учесть влияние режима течения на изменение КТО аф по азимутальному углу ф. При низких числах

О 30 60 90 120 150 у

Рисунок 1.4 — Влияние турбулентности внешнего потока на местный КТО [21]

Рейнольдса Ие/ теплообмен в лобовой части цилиндра максимален, однако с развитием ламинарного пограничного слоя КТО постепенно уменьшается. При более высоких числах Рейнольдса Ие/ после отрыва ламинарного слоя на ф = 80° в вихревой зоне КТО постепенно увеличивается. В критическом режиме обтекания существует два минимума КТО: первый - при отрыве ламинарного пограничного слоя в виде пузыря (ф ~ 80°) и развитии турбулентного пограничного слоя, второй - при отрыве турбулентного пограничного слоя.

В сверхкритическом режиме обтекания (Ие/ «240е) первый минимум КТО соответствует переходу ламинарного пограничного слоя в турбулентный (ф ~ 40°), а второй - отрыву турбулентного пограничного слоя. Автор работы [25] отмечает, что угол ф, соответствующий переходу ламинарного пограничного слоя, зависит от числа Рейнольдса Ие/ и степени турбулентности Ти.

1.3 Экспериментальное исследование и численное моделирование

нестационарного теплообмена

Отрыв пограничного слоя с образованием вихрей, распространяющихся вниз по потоку и влияющих как на течение в следе, так и на теплообмен, изучается достаточно давно и различными способами. Исследователи измеряют пульсации давления с помощью датчиков, установленных на поверхности мо-

дели, для последующего расчета местной скорости. Такой подход достаточно прост и информативен.

Сложнее и дороже анемометрические методы, позволяющие определить пульсационные составляющие скорости; их также применяют давно и успешно [26; 27]. Главное достоинство этих методов - быстродействие, обусловленное низкой инерционностью нагретой нити термоанемометра, имеющей толщину 5... 8 мкм. Малогабаритный зонд термоанемометра не вносит ощутимых возмущений в поток жидкости.

Р. У. Влейзен и др. [28] исследовали динамический и тепловой пограничные слои вблизи кругового цилиндра, оснащённого тонкопленочным нагревателем в виде ленты. Схема опыта и результаты исследований представлены на рисунке 1.5. Он иллюстрирует часто применяемую для анализа зависимость потока мощности от частоты, которая позволяет определять доминирующие частоты процесса, которых может быть несколько.

Рисунок 1.5 — Схема опыта (а) и результаты (б) работы [28]

Другой подход связан с оценкой числа Струхаля БЬ = / • ¿/т (см. раздел 1.2), зависящего от числа Рейнольдса Яе. Пример зависимости 8Ь(Ке), полученной в работе [29], представлен на рисунке 1.6. Автор исследовал частоту отрыва вихрей в зависимости от угла атаки в в диапазоне от 0° (поперечное обтекание) до 72°. Видно, что при в = 72° частота схода вихрей аномально возрастает. Развернутых комментариев на этот счет работа [29] не содержит.

Более сложную конфигурацию изучали авторы работы [30]. Модель состояла из двух круговых цилиндра одинакового диаметра, расположенных, как показано на рисунке 1.7. Соотношение между диаметром и шагом /Р варьировалось в пределах 1,1.. .2,5. Обтекание цилиндров в одних и тех же услови-

а)

б)

в

Рисунок 1.6 — Зависимость комплекса ^ от: (а) - числа Рейнольдса;

(б) - угла атаки в; в) зависимость числа Струхаля БЬ от комплекса (Ие б1пР) [29]

ях порождает две различные картины течения: возникают две доминирующие частоты образования вихрей. Это бистабильность: след разделяется на широкую область с низкой частотой и узкую область с высокой частотой. Изменение скорости в широкой и узкой областях показано на рисунке 1.7, б, где по оси абсцисс отложено текущее время.

Эксперименты проводились в аэродинамической трубе, изготовленной из акрилового стекла, что позволило дополнить результаты термоанемометрии визуализацией потока. Два цилиндра диаметром 25,1 мм изготовлены из по-ливинилхлорида, число Рейнольдса Ие = 1,66-104, а степень турбулентности

а) б)

Рисунок 1.7 — Режим бистабильности (а) и график зависимости скорости

от времени (б) [30]

набегающего потока Ти = 1%. В опытах также варьировался угол атаки потока путем установки цилиндров, показанной на рисунке 1.8.

Рисунок 1.8 — Расположение цилиндров при разных углах атаки потока [30]

Исследованы углы 0° (параллельная конфигурация), 5°, 15°, 25° и 35°. Для обработки показаний тероманемометров использован вейвлет-анализ, что позволило обнаружить непостоянные структуры потока. Уонг и др. [27] отмечают: «В основе преобразования Фурье лежат тригонометрические функции (функция синуса), тогда как в основе преобразований вейвлетов используются функции ф(£), называемые вейвлетами с конечной энергией и нулевым средним. Основная идея вейвлета - растяжение и сжатие преобразования Фурье, позволяющее определять интересующие масштабы во временной и частотной областях».

Скорость измерена с помощью двух термоанемометрических датчиков, которые устанавливались в двух вариантах. В первой схеме анемометры были закреплены на постоянном в ходе опыта расстоянии 30 мм от вертикальной (общей) оси цилиндров. Во втором случае расстояние менялось при повороте пары цилиндров (рисунок 1.8). Для определения этого расстояния при каждом угле атаки рассматривалось начальное расстояние, равное 17 мм, плюс смещение, вызванное изменением угла атаки. Сравнение результатов для обеих схем показаны на рисунке 1.9. Различия обусловлены тем, что расстояние для схемы с перемещаемым зондом меньше, чем в случае фиксации зонда.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сероштанов Владимир Викторович, 2021 год

Список литературы

1. Williamson C. H. K. Vortex Dynamics in the Cylinder Wake // Annual Review of Fluid Mechanics. — 1996. — Vol. 28, no. 1. — P. 477-539. — DOI: 10.1146/annurev.fl.28.010196.002401.

2. Blevins R. Flow-induced vibration in nuclear reactors: A review // Progress in Nuclear Energy. — 1979. — Vol. 4, no. 1. — P. 25-49. — DOI: 10.1016/0149-1970(79)90008-8.

3. Morgan V. The overall convective heat transfer from smooth circular cylinders // Advances in heat transfer. — 1975. — Vol. 11. — P. 199-264.

4. Bergles A. E. Heat Transfer Augmentation // Two-phase flow heat exchangers: thermal-hydraulic fundamentals and design / ed. by S. Kakac, A. E. Bergles, E. O. Fernandes. — Dordrecht : Springer Netherlands, 1988. — P. 343-373. — ISBN 978-94-009-2790-2. — DOI: 10.1007/978-94-009-2790-2_10.

5. Nadel P. Flow Around Circular Cylinders Vol 2 Applications //. — 2016.

6. Heat transfer and air flow near a pair of circular cylinders / V. Mityakov [et al.] // E3S Web Conf. — 2019. — Vol. 140. — DOI: 10.1051/e3sconf/ 201914006012.

7. Investigation of flow and heat transfer at the circular fins / V. Mityakov [et al.] // MATEC Web Conf. — 2018. — Vol. 245. — DOI: 10.1051/ matecconf/201824506001.

8. Features of flow and heat transfer near a pair of circular cylinders / V. V. Seroshtanov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2021. — Apr. — Vol. 1867, no. 1. — P. 012014. — DOI: 10.1088/1742-6596/1867/ 1/012014.

9. Investigation of flow and heat transfer at the circular fins / V. Mityakov [et al.] // MATEC Web Conf. — 2018. — Vol. 245. — DOI: 10.1051/ matecconf/201824506001.

10. Gradient Heatmetry Advances / S. Z. Sapozhnikov [et al.] // Energies. — 2020. — Vol. 13, no. 23.

11. Сапожников С. З., Митяков В. Ю., Митяков А. В. Основы градиентной теплометрии. — СПб : Изд-во Политехн. ун-та, 2012. — 215 с.

12. Sapozhnikov S. Z, Mityakov V. Y, Mityakov A. V. Heatmetry. — Springer International Publishing, 2020. — DOI: 10.1007/978-3-030-40854-1.

13. Experimental and numerical studies of the flow over a circular cylinder at Reynolds number 3900 / P. Parnaudeau [et al.] // Physics of Fluids. — 2008. — Vol. 20. — P. 14. — DOI: 10.1063/1.2957018.

14. A combined direct numerical simulation-particle image velocimetry study of the turbulent near wake / S. Dong [et al.] // Journal of Fluid Mechanics. — 2006. — Vol. 569. — P. 185-207. — DOI: 10.1017/S0022112006002606.

15. Testing of the SIV method for measuring the average flow characteristics in the wake of a transverse circular cylinder / A. N. Mikheev [et al.] // IOP Conference Series.Earth and Environmental Science. — 2019. — July. — Vol. 288, no. 1.

16. Flow structure and turbulent kinetic energy of velocity fluctuations in a cylinder near wake at Re = 3900 / V. M. Molochnikov [et al.] // Journal of Physics Conference Series. Vol. 1565. — 06/2020. — (Journal of Physics Conference Series). — DOI: 10.1088/1742-6596/1565/1/012003.

17. Scholten J., Murray D. Unsteady heat transfer and velocity of a cylinder in cross flow—I. Low freestream turbulence // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1998. — Vol. 41, no. 10. — P. 1139-1148. — DOI: 10.1016/S0017-9310(97)00250-0.

18. Carlomagno G. M., Cardone G. Infrared thermography for convective heat transfer measurements // Experiments in Fluids. — 2010. — Dec. — Vol. 49, no. 6. — P. 1187-1218. — DOI: 10.1007/s00348-010-0912-2.

19. Синельников А., Чащихин А. Теплопередача круглого цилиндра в зависимости от угла атаки воздушного потока // Журнал технической физики. — 1932. — дек. — т. II, № 9/10.

20. Кирпичев М. В. Исследование теплопередачи в отдельных местах цилиндрического тела в потоке воздуха. — 1926.

21. Жукаускас А. А. Конвективный перенос в теплообменниках. — М. : Наука, 1982. — 471 с.

22. Lourenco L. Characteristics of the plate turbulent near wake of a circular cylinder. A particle image velocimetry study //In Unpublished, results taken from Beaudan and Moin. — 1994.

23. Ong L, Wallace J. The velocity field of the turbulent very near wake of a circular cylinder // Experiments in fluids. — 1996. — Vol. 20, no. 6. — P. 441-453.

24. Kravchenko A. G., Moin P. Numerical studies of flow over a circular cylinder at ReD=3900 // Physics of Fluids. — 2000. — Vol. 12, no. 2. — P. 403417. — DOI: 10.1063/1.870318.

25. Гухман А. А. Физические основы теплопередачи. Том 1. Теория подобия и её приложения. — Л.—М. : Госэнергоиздат, 1934. — 315 с.

26. Norberg C. Flow around rectangular cylinders: Pressure forces and wake frequencies // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. — 1993. — Vol. 49. — P. 187-196.

27. Dependence of flow classification on the Reynolds number for a two-cylinder wake / C. Wong [et al.] // Journal of Fluids and Structures. — 2014. — Vol. 49. — P. 485-497. — DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2014.05.008.

28. Wlezien R. W., Way J. L. Techniques for the experimental investigation of the near wake of a circular cylinder // AIAA Journal. — 1979. — Vol. 17, no. 6. — P. 563-570. — DOI: 10.2514/3.61178.

29. Hanson A. R. Vortex shedding from yawed cylinders. // AIAA Journal. — 1966. — Vol. 4, no. 4. — P. 738-740. — DOI: 10.2514/3.3531.

30. Habowski P., Paula A., Möller S. Analysis of the wake two parallel circular cylinders at several angular positions to the flow // 25th International Congress of Mechanical Engineering. — 01/2019. — P. 10. — DOI: 10. 26678/ABCM.COBEM2019.COB2019-1304.

31. Dependence of flow classification on the Reynolds number for a two-cylinder wake / C. Wong [et al.] // Journal of Fluids and Structures. — 2014. — Vol. 49. — P. 485-497. — DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2014.05.008.

32. Gu Z, Sun T. On interference between two circular cylinders in staggered arrangement at high subcritical Reynolds numbers // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. — 1999. — Vol. 80, no. 3. — P. 287309. — DOI: 10.1016/S0167-6105(98)00205-0.

33. Sumner D., Richards M., Akosile O. Two staggered circular cylinders of equal diameter in cross-flow // Journal of Fluids and Structures. — 2005. — t. 20, № 2. — c. 255—276. — DOI: 10.1016/j.jfluidstructs.2004.10.006.

34. Nakamura H., Igarashi T. Unsteady heat transfer from a circular cylinder for Reynolds numbers from 3000 to 15,000 // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2004. — Oct. — Vol. 25. — P. 741-748. — DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2004.05.012.

35. Experimental and numerical investigation of impinged water jet effects on heated cylinders for convective heat transfer / D. E. Alnak [et al.] // International Journal of Thermal Sciences. — 2019. — Vol. 135. — P. 493-508. — DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2018.09.037.

36. Jogee S., Prasad B., Anupindi K. Large-eddy simulation of non-isothermal flow over a circular cylinder // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2020. — Vol. 151. — P. 17. — DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer. 2020.119426.

37. Three-dimensional vorticity measurements in the wake of a yawed circular cylinder / T. Zhou [et al.] // Physics of Fluids. — 2010. — Vol. 22, no. 1. — P. 16. — DOI: 10.1063/1.3291072.

38. Achenbach E. Influence of surface roughness on the cross-flow around a circular cylinder // Journal of Fluid Mechanics. — 1971. — Vol. 46, no. 2. — P. 321-335. — DOI: 10.1017/S0022112071000569.

39. Buresti G. The effect of surface roughness on the flow regime around circular cylinders // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. — 1981. — Vol. 8, no. 1. — P. 105-114. — DOI: 10.1016/0167-6105(81)90011-8.

40. Bergstrom D. J., Tachie M. F., Balachandar R. Application of power laws to low Reynolds number boundary layers on smooth and rough surfaces // Physics of Fluids. — 2001. — Vol. 13, no. 11. — P. 3277-3284. — DOI: 10.1063/1.1410383.

41. Krogstadt P., Antonia R. Surface roughness effects in turbulent boundary layers // Experiments in Fluids. — 1999. — Vol. 27, no. 11. — P. 450460. — DOI: 10.1007/s003480050370.

42. Achenbach E. The effect of surface roughness on the heat transfer from a circular cylinder to the cross flow of air // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1977. — Vol. 20, no. 4. — P. 359-369. — DOI: 10.1016/0017-9310(77)90157-0.

43. Tetsu F., Motoo F., Masanori T. Influence of various surface roughness on the natural convection // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1973. — Vol. 16, no. 3. — P. 629-636. — DOI: 10.1016/0017-9310(73)90228-7.

44. Lakehal D. Computation of turbulent shear flows over rough-walled circular cylinders // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. — 1999. — Vol. 80, no. 1. — P. 47-68. — DOI: 10.1016/S0167-6105(98)00122-6.

45. Dierich F., Nikrityuk P. A numerical study of the impact of surface roughness on heat and fluid flow past a cylindrical particle // International Journal of Thermal Sciences. — 2013. — Vol. 65. — P. 92-103. — DOI: 10.1016/j.ijthermalsci.2012.08.009.

46. Batham J. P. Pressure distributions on circular cylinders at critical Reynolds numbers // Journal of Fluid Mechanics. — 1973. — Vol. 57, no. 2. — P. 209-228. — DOI: 10.1017/S0022112073001114.

47. GUven O., Farell C., Patel V. C. Surface-roughness effects on the mean flow past circular cylinders // Journal of Fluid Mechanics. — 1980. — Vol. 98, no. 4. — P. 673-701. — DOI: 10.1017/S0022112080000341.

48. Lange C, Durst F., Breuer M. Momentum and heat transfer from cylinders in laminar crossflow at 104 < Re < 200 // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1998. — Vol. 41, no. 22. — P. 3409-3430. — DOI: 10.1016/S0017-9310(98)00077-5.

49. Juncu G. Unsteady conjugate heat/mass transfer from a circular cylinder in laminar crossflow at low Reynolds numbers // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2004. — Vol. 47, no. 10. — P. 2469-2480. — DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2003.10.035.

50. Heating effect on steady and unsteady horizontal laminar flow of air past a circular cylinder / J.-M. Shi [et al.] // Physics of Fluids. — 2004. — Vol. 16, no. 12. — P. 4331-4345. — DOI: 10.1063/1.1804547.

51. A.K Abu-Hijleh B. Numerical simulation of forced convection heat transfer from a cylinder with high conductivity radial fins in cross-flow // International Journal of Thermal Sciences. — 2003. — Vol. 42, no. 8. — P. 741748. — DOI: 10.1016/S1290-0729(03)00041-3.

52. Al-rubaiy A. A. A. G. The effect of surface roughness and free stream turbulence on the flow and heat transfer around a circular cylinders. — 04.2018.

53. Гусаков А. А. Градиентная теплометрия в комплексном исследовании течения и теплообмена на поверхности гладкого и оребренного цилиндра: дис. докт. тех. наук: 01.04.14. — СПб., 2020. — 167 с.

54. The study of heat flux measurement for heat transfer during condensation at pipe surfaces / S. Z. Sapozhnikov [et al.] // Technical Physics Letters. — 2019. — Vol. 45, no. 4. — P. 321-323.

55. Study of condensation at the surfaces of tube with gradient heat flux measurement / S. Sapozhnikov [et al.] // MATEC Web Conf. — 2018. — Vol. 245. — DOI: 10.1051/matecconf/201824506010.

56. Gradient heat flux measurement while researching of saturated water steam condensation / V. Y. Mityakov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. —2017. — Nov. — Vol. 891. — DOI: 10.1088/1742-6596/891/1/ 012128.

57. Субботина В. В., Павлов А. В. Градиентная теплометрия в исследовании плёночного кипения недогретой воды // Неделя науки СПбПУ. Материалы научной конференции с международным участием. Институт энергетики и транспортных систем. — 2018. — нояб. — с. 195—198.

58. Создание и градуировка первичных преобразователей на основе композиции медь-никель / С. З. Сапожников [и др.] // «Материалы межвузовской научно-технической конференции ХЬУШ«Неделя науки СПбПУ». Энергетика и транспорт (ИЭ). — 2019.

59. Павлов А. В., Бобылев П. Г. Исследование кипения недогретой жидкости методом градиентной теплометрии // Радиоэлектроника, электротехника и энергетика. Тезисы докладов. — 2020. — с. 821.

60. Интенсификация смерчевого турбулентного теплообмена в асимметричных лунках на плоской стенке / С. А. Исаев [и др.] // Инженерно-физический журнал. — 2003. — № 76. — с. 24.

61. О задымляемости транспортных судов / A. Гузеев [и др.] // Сб. материалов международной конференции «Оптические методы исследования потоков» (0МИП-2009). — 2009. — июнь. — с. 195—199.

62. Investigating heat transfer augmentation using gradient heat flux measurement and PIV method / A. Mityakov [et al.] // MATEC Web Conf. — 2017. — Vol. 115. — DOI: 10.1051/matecconf/201711502006.

63. Hydrodynamics and heat transfer of yawed circular cylinder / A. Mityakov [et al.] // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2017. — Vol. 115. — P. 333-339. — DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2017.07.055.

64. Comprehensive study of flow and heat transfer at the surface of circular cooling fin / V. Y. Mityakov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — Nov. — Vol. 891. — DOI: 10.1088/1742-6596/891/1/012095.

65. Features of vortex formation and heat transfer during cross flow around two cylinders / A. S. Guzeev [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2020. — Dec. — Vol. 1683. — DOI: 10.1088/1742-6596/1683/2/022034.

66. Ranjith E., Sunil A., Pauly L. Analysis of flow over a circular cylinder fitted with helical strakes // Procedia Technology. — 2016. — Vol. 24. — P. 452460. — DOI: 10.1016/j.protcy.2016.05.062. — International Conference on Emerging Trends in Engineering, Science and Technology (ICETEST -2015).

67. Methodological possibilities for the solution of new tasks for "Thermophysics of Power Units" Department of SPbPU / S. Z. Sapozhnikov [и др.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2017. — нояб. — т. 891. — с. 012371. — DOI: 10.1088/1742-6596/891/1/012371.

68. Tropea C., Yarin A., Foss J. Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics. — 01/2007. — ISBN 9783540251415. — DOI: 10.1007/978-3540-30299-5.

69. Particle Image Velocimetry / M. Raffel [et al.]. — Springer International Publishing, 2018. — DOI: 10.1007/978-3-319-68852-7.

70. Измерительные комплексы "ПОЛИС" / Компания "Сигма-ПРО". — URL: http://ff.tsu.ru (дата обр. 09.08.2021).

71. Seroshtanov V. V., Gusakov A. A., Grekov M. A. Multi-method research of flow and heat transfer for the tube with circular fins // Journal of Physics: Conference Series. — 2020. — June. — Vol. 1565. — P. 012018. — DOI: 10.1088/1742-6596/1565/1/012018.

72. Experimental determination of circular fin effectiveness / S. Z. Sapozhnikov [et al.] // Journal of Physics: Conference Series. — 2019. — Nov. — Vol. 1382. — P. 012036. — DOI: 10.1088/1742-6596/1382/1/012036.

73. National Instruments. — URL: https://www.ni.com/pdf/manuals/376921c.pdf (дата обр. 09.08.2021).

74. ГОСТ 34100.3-2017/IS0/IEC Guide 98-3:2008. Межгосударственный стандарт. Неопределенность измерения. Часть 3. Руководство по выражению неопределенности измерения. — М. : Стандартинформ, 2018. — 149 с.

75. Походун А. И. Учебное пособие. - Экспериментальные методы исследований. Погрешности и неопределенности измерений. — 2006. — с. 112. — ISBN 9783540251415.

76. Squire H. B. Modern Developments in Fluid Dynamics, 3rd ed. Vol. 11. — Oxford : Clarendon Press, 1950.

77. Nakamura H., Igarashi T. Unsteady heat transfer from a circular cylinder for Reynolds numbers from 3000 to 15,000 // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2004. — Vol. 25, no. 5. — P. 741-748. — DOI: 10. 1016 / j. ijheatfluidflow. 2004. 05. 012. — Selected papers from the 4th International Symposium on Turbulence Heat and Mass Transfer.

78. Jogee S., Prasad B., Anupindi K. Large-eddy simulation of non-isothermal flow over a circular cylinder // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 2020. — Vol. 151. — DOI: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2020.119426.

79. Experimental and numerical studies of the flow over a circular cylinder at Reynolds number 3900 / P. Parnaudeau [et al.] // Physics of Fluids. — 2008. — Vol. 20, no. 8. — DOI: 10.1063/1.2957018.

80. Turbulent flow and heat flux analysis from validated large eddy simulations of flow past a heated cylinder in the near wake region / A. Sircar [et al.] // Physics of Fluids. — 2020. — Vol. 32. — DOI: 10.1063/5.0031831.

81. Large Eddy Simulations of flow around a smooth circular cylinder in a uniform current in the subcritical flow regime / M. Abrahamsen Prsic [et al.] // Ocean Engineering. — 2014. — Vol. 77. — P. 61-73. — DOI: 10.1016/j. oceaneng.2013.10.018.

82. Jogee S., Anupindi K., Prasad B. Evaluation of turbulence models for flow over a heated circular cylinder //. — 12/2019. — DOI: 10.1615/IHMTC-2019.1750.

83. Lysenko D., Ertesvag I., Rian K. E. Large-eddy simulation of the flow over a circular cylinder at Reynolds number 3900 using the OpenFOAM Toolbox // Flow, Turbulence and Combustion. — 2012. — Dec. — Vol. 89. — P. 491518. — DOI: 10.1007/s10494-012-9405-0.

84. Ma X., Karamanos G.-S., Karniadakis G. E. Dynamics and low-dimensionality of a turbulent near wake // Journal of Fluid Mechanics. — 2000. — Vol. 410. — P. 29-65. — DOI: 10.1017/S0022112099007934.

85. Norberg C. LDV-measurements in the near wake of a circular cylinder // ASME Paper No. FEDSM98-521. — 1998. — P. 41-5.

86. Schlichtung H., Gersten K. Boundary-layer theory. — Springer, 2016.

87. Ong L, Wallace J. The velocity field of the turbulent very near wake of a circular cylinder // Experiments in Fluids. — 1996. — Apr. — Vol. 20, no. 6. — P. 441-453. — DOI: 10.1007/bf00189383.

88. Breuer M. Numerical and modeling influences on large eddy simulations for the flow past a circular cylinder // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 1998. — Vol. 19, no. 5. — P. 512-521. — DOI: 10.1016/S0142-727X(98)10015-2.

89. Tremblay F., Manhart M., Friedrich R. LES of flow around a circular cylinder at a subcritical Reynolds number with cartesian grids // Advances in LES of Complex flows. — Springer, 2002. — P. 133-150.

90. Franke J., Frank W. Large eddy simulation of the flow past a circular cylinder at Re=3900 // Journal of Wind Engineering and Industrial Aerodynamics. — 2002. — Vol. 90, no. 10. — P. 1191-1206. — DOI: 10.1016/S0167-6105(02)00232-5. — 3rd European-African Conference on Wind Engineering.

91. Cardell G. S. Flow past a circular cylinder with a permeable wake splitter plate: Ph.D. — Pasadena, California, 1993. — 227 p. — DOI: 10.7907/ 25C5-1150.

92. Wissink J., Rodi W. Numerical study of the near wake of a circular cylinder // International Journal of Heat and Fluid Flow. — 2008. — Vol. 29, no. 4. — P. 1060-1070. — DOI: 10.1016/j.ijheatfluidflow.2008.04.001.

93. M L. L., C S. (private communication). — 1993.

94. SIV measurements of flow structure in the near wake of a circular cylinder at Re = 3900 / V. M. Molochnikov [et al.] // Fluid Dynamics Research. — 2019. — Aug. — Vol. 51, no. 5. — DOI: 10.1088/1873-7005/ab2c27.

95. Khan W. A., Culham J. R., Yovanovich M. M. Fluid flow around and heat transfer from an infinite circular cylinder // Journal of Heat Transfer. — 2004. — Oct. — Vol. 127, no. 7. — P. 785-790. — DOI: 10.1115/1.1924629.

96. Buyruk E. Heat transfer and flow structures around circular cylinders in cross-flow // Tr. J. of Engineering and Environmental Science. — 1999. — Vol. 23. — P. 299-315.

97. George A. Instantaneous local heat transfer coefficients and related frequency spectra for a horizontal cylinder in a high temperature fluidized bed // International Journal of Heat and Mass Transfer. — 1993. — Vol. 36, no. 2. — P. 337-345. — DOI: 10.1016/0017-9310(93)80009-J.

98. Rottger H. K., Renz U. Measurements of instantaneous local heat transfer coefficients around a tube immersed in a high temperature fluidized bed // Proc. 10th Int. Heat Transfer Conference. — 1994. — Vol. 2. — P. 285.

Приложение А Акты внедрения

УТВЕРЖДАЮ Председатель комитета по топливно-энергетическому ко мй; [ е кс у Леш игра д с кой об л

й области

«

/Л » 20^.

г.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертации Владимиру Викторовича Серошгг-юг.а «.Экспериментальное исследование течения и теплообмена в системе расположенных в ряд цилиндров»,

представленной па соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01,04,14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника.

Настоящий акт составлен о том, что предлагаемая комплексная экспериментальная методика и результаты, представленные в диссертационной работе В. В. Сероштанова, внедрены и используются а проекте по созданию Лаборатории энергоэффективных систем и технологий на базе научно-образовательного центра «Теплофизика в энергетике» Санкт-Петербургского политехнического университета I ктра Великого,

Рекомендации по интенсификации теплообмена в системе цилиндров, установленных в ряд, будут использованы в научно-прикладкой деятельности ТЭК и ЖКХ Ленинградской области Изложенные в работе В. В. Сероштаноза результаты и сформулированные на их основе рекомендации позволяют успешно проводить энергосберегающие мероприятия на котельных региона в рамках государственной программы Российской Федерации «Энергозффективность и развитие энергетики».

МИНОБРНДУКИ РОССИИ

I- .--.'I-"- ь- -

•/-Г м-. "I > | | ,Ч>| ► рп- ||К'Г О" р. обилии*

' '»л| Г--' '|И|у| ■ < т.нй ||> "КГчч .........МИт

уимщ (ХИК1 Поре в< ' №

Гра 20?(г.

Зятельности I Разинкина

.-1НИ I " -'41 ■ ■■ Of.IIOLl.4j-- ... | Ципиг-*>чыче..-и Л

т11 ~ ";.' 'и'Щ.фм ■■ | ■■ ■ ' цио

результатов диссертации Владимира Викторовича Сероштанова «Экспериментальной исследование течения и теплообмена

представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

Изложенные в диссертационной работе В. В. Сероштанова экспериментальный метод изучения течения и теплообмена на основе комплексной методики, включающей градиентную теплометрню и РIV. применительно к круговым цилиндрам, установленным в ряд, а также результаты физического эксперимента, характеризуются научной новизной практической значимостью и высокой точнйстью. Они используются в учебном процессе при подготовке лекций, а также практических и лабораторных занятий для бакалавров и магистров, обучающихся по направлениям подготовки ! 3.03.01/13.04.01 «Теплоэнергетика и теплотехника», 14.03.01 «Атомные электростанции и установки», и 13.03.03 «Энергетическое машиностроение» по дисциплинам: «Возобновляемые источники энергии», «Теория тепломассообмена», «Дополнительные главы теплообмена», а также при выполнении расчетно-графических работ и экспериментальных исследований.

АКТ ВНЕДРЕНИЯ

в системе расположенных в ряд цилиндров»,

Заместитель директора Института энергетики по учебной работе

-rrvrn^i

МННОБРНАУКИ РОССИИ

-•'ПО <:* iftjHHi.y imtn ч- ■■ Ii I '. " ' 1 'и ■ . ■ -.li' ^ '"1 Г- 1 '■■;'-' г Н - I : ■,- i,|i-.-, | .и и n,-,T1lt[i >.щ» м- чт

»irtlilTv- '"i'l[i | ' i; - i'c

i'T)WjV ВС nur IV 1

ИНН 7«'l.t.i- :■'■ 77 0 t'4 l-'i'i i < .?79. UHII.I i.L'.'-.-.v Г Пшютхмичргкзд vi..."', «i-нrifт--1г-1и|и. l

' :

Dific^ipylTStU ' i

rncniioijjsaooTe

т^А. Греков

r^ijio, 20Цг.

AKT ВНЕДРЕНИЯ

результатов диссертации Владимира Викторовича Сероштанова «Экспериментальное исследование течения и теплообмена и системе расположенных в ряд цилиндров», представленной на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 01.04.14 - Теплофизика и теоретическая теплотехника

Настоящий акт составлен о том, что результаты диссертационного исследования В. В. Сероштапова, полученные с помощью градиентной теплометрии и PIV, успешно использованы при ремонте теплообмен по го оборудования и модернизации Центральной котельной Санкт-Петербургского Политехнического университета Петра Великого.

Результаты физических экспериментов дали существенно новую информацию о течении и теплообмене в системе цилиндров, расположенных в ряд, что открывает новые возможности интенсифицировать указанные процессы повысить экологи 4 ность и э] юргоэффективность теплообмен ноге оборудования.

11ачальник теплоэнергетической службы СЛбПУ

_ В. М. Проскурин