ИСТИНА

Обнаруженное влияние изменение геометрии канала на характеристики турбулентности вызвало интерес к использованию этого эффекта. Численно и экспериментально [1, 2] исследованы турбулентные характеристики в плоских и круглых расширяющихся и сужающихся каналах, соответственно для увеличения и подавления турбулентности. По сравнению с потоками в плоских и круглых каналах поток в кольцевых каналах более разнообразен. При постоянном расходе и температуре число Рейнольдса оказы-вается постоянным для плоского канала, обратно пропорциональным диаметру для круглого канала и обратно пропорциональным сумме внутреннего и наружного диа-метров для кольцевого канала. В плоском канале изменение угла раскрытия однозначно изменяет среднюю скорость, а в круглом канале - среднюю скорость и число Рейнольдса. В кольцевом канале угол раскрытия не определяет изменение числа Рейнольдса. Число Рейнольдса может оставаться постоянным, если углы наклона стенок равны и противоположны по знаку. С другой стороны, при изменении числа Рейнольдса средняя скорость потока может оставаться постоянной. При расширении канала за счет внутренней стенки число Рейнольдса увеличивается, а за счет внешней стенки уменьшается. Задача рассматривалась в следующей постановке. На входном участке длиной L1 с постоянными диаметрами стенок D1 и D2, и высотой канала h1 устанавливается разви-тое турбулентное течение. Далее следует основной участок с изменением диаметров канала длиной Ld и выпускная секция постоянного поперечного сечения с диаметрами, равными диаметрам на выходе из основной секции. Расчетная схема Турбулентные характеристики потока в кольцевом канале переменного сечения численно исследуются с использованием трехпараметрической дифференциальной мо-дели турбулентности [3]. Расчеты показали, что при линейном по длине канала изменении радиусов стенок максимальный по абсолютной величине отрицательный продольный градиент давления получается при наибольшем сужении канала и оказывается на порядок больше градиента, устанавливающегося в выходной секции канала. При этом в начале конической части канала давление меняется слабо. Для получения такого течения разработана методика расчета формы канала по заданному изменению числа Рейнольдса и градиента давления по длине канала. Расчет течения при таком изменении по длине диаметров стенок канала, что число Рейнольдса не изменяется, а градиент давления в основной секции постоянен и равен заданному, показал более эффективное подавление турбулентности, чем при линейном по длине изменении диаметров. При этом, однако, диаметры канала очень сильно изменяются в начале основной секции. Наилучшее подавление турбулентности отмечено при течении в канале с такой ос-новной секцией, где градиент давления не постоянен, а меняется от значения на выходе входного участка до задаваемого на выходе основной секции. При этом вид зависимости градиента давления и числа Рейнольдса от длины может варьироваться. Работа выполнена за счёт гранта РНФ (проект № 20-19-00404). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Решмин А.И., Трифонов В.В., Тепловодский С.Х. Турбулентное течение в круг-лом безотрывном диффузоре при числах Рейнольдса меньших 2000 // Изв. РАН. Механика жидкости и газа. 2011. № 2. С. 121-130. 2. Tanaka H., Kawamura H., Tateno A., Hatamiya S. Effect of Laminarization and Retransition on Heat Transfer for Low Reynolds Number Flow Through a Converging to Constant Area Duct // J. Heat Transfer.1982. 104(2). P 363–371. 3. Лущик В. Г., Павельев А. А., Якубенко А. Е. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1978. № 3. С. 13–25.