ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛООБМЕНА В УЗКОМ КАНАЛЕ С ОДИНОЧНОЙ ТРАНШЕЙНОЙ ЛУНКОЙ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Проведено экспериментальное исследование теплообмена в канале с одиночной траншейной лункой в узком канале. Положение лунки в канале соответствовало углу наклона к направлению потока φ = 90° и 45°. Число Рейнольдса, вычисленное по эквивалентному гидравлическому диаметру и среднерасходной скорости, варьировалось в диапазоне Rech = (1.7–8.2) × 104. Тепловые граничные условия соответствовали qw = const. Получены распределения локальных чисел Нуссельта как внутри траншеи, так и в ее окрестности, а также интегральные значения степени интенсификации теплоотдачи в зависимости от числа Рейнольдса. Распределение локального теплообмена неравномерно по полю всей траншеи. Максимальный теплообмен достигается на задней по потоку кромке траншеи и составляет Nu/Nu0 = 1.5. Средняя теплоотдача при этом возрастает незначительно как при обтекании перпендикулярно ориентированной лунки (φ = 90°), так и под углом к потоку и ее величина не превышает Nu/Nu0 ≤ 1.1.

Об авторах

Н. Ян Лун

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН; Новосибирский государственный технический университет

Email: yln1999@mail.ru
Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

И. А Чохар

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Новосибирск, Россия

В. В Терехов

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН

Новосибирск, Россия

В. И Терехов

Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН; Новосибирский государственный технический университет

Новосибирск, Россия; Новосибирск, Россия

Список литературы

  1. Rashidi S., Hormozi F., Sundén B., Mahian O. Energy Saving in Thermal Energy Systems Using Dimpled Surface Technology – A Review on Mechanisms and Applications // Appl. Energy. 2019. V. 250. P. 1491.
  2. Barzandigh F.A., Bazazzadeh M., Rostami M., Kiani K.C. A Low-cost Laminar Dimpled Primary-surface Recuperator for Distributed Generation: Design and Optimization // Appl. Therm. Eng. 2024. V. 245. P. 122560.
  3. Terekhov V.I., Kalinina S.V., Mshvidobadze Yu.M. A Review on Heat Transfer Coefficient and Aerodynamic Resistance on a Surface with a Single Dimple // J. Enhanced Heat Transfer. 2017. V. 24. Iss. 1-6. P. 411.
  4. Kornev N., Turnow J., Hassel E., Isaev S., Wurm F.-H. Fluid Mechanics and Heat Transfer in a Channel with Spherical and Oval Dimples // Notes on Numerical Fluid Mechanics and Multidisciplinary Design. 2010. V. 110/2010. P. 231.
  5. Saha K., Acharya S. Heat Transfer Enhancement Using Angled Grooves as Turbulence Promoters // J. Turbomachinery. 2014. V. 136. P. 081004.
  6. Zhang P., Rao Y., Xie Y., Zhang M. Turbulent Flow Structure and Heat Transfer Mechanisms over Surface Vortex Structures of Micro V-shaped Ribs and Dimples // Int. J. Heat Mass Transfer. 2021. V. 178. P. 121611.
  7. Jordan C.N., Wright L.M. Heat Transfer Enhancement in a Rectangular (AR=3:1) Channel with V-shaped Dimples // J. Turbomachinery. 2013. V. 135. № 1. P. 011028.
  8. Turnow J., Kornev N., Hassel E. Flow Structures and Heat Transfer Enhancement on Asymmetric Dimples // Int. Symp. Turbul. Shear Flow Phenomena. 2013. V. 2. P. 1.
  9. Isaev S.A., Klyus A.A., Sudakov A.G., Nikushchenko D.V., Usachov A.E., Seroshtanov V.V., Chulyunin A. Yu. Validation Test of Parallelized Codes in the Study of Flow and Heat Transfer Anomalous Enhancement in a Single Inclined Groove on a Plate // Supercomputing Frontiers and Innovations. 2024. V. 11. № 2. P. 4.
  10. Yu C., Shao M., Zhang W., Wang G., Huang M. Study on Heat Transfer Synergy and Optimization of Capsuletype Plate Heat Exchangers // Processes. 2024. V. 12. № 3. P. 604.
  11. Liu J., Song Y., Xie G., Sunden B. Numerical Modeling Flow and Heat Transfer in Dimpled Cooling Channels with Secondary Hemispherical Protrusions // Energy. 2015. V. 79. P. 1.
  12. Leontiev A.I., Kiselev N.A., Vinogradov Yu.A., Strongin M.M., Zditovets A.G., Burtsev S.A. Experimental Investigation of Heat Transfer and Drag on Surfaces Coated with Dimples of Different Shape // Int. J. Therm. Sci. 2017. V. 118. P. 152.
  13. Katkhaw N., Vorayos N., Kiatsiriroat T., Khunatorn Y., Bunturat D., Nuntaphan A. Heat Transfer Behavior of Flat Plate Having 45 Ellipsoidal Dimpled Surfaces // Case Studies in Thermal Engineering. 2014. V. 2. P. 67.
  14. Wang C., Sun J., Lu Q., Liu Y., Huang H. Numerical Study on Hot Spot Minimization and Heat Transfer Enhancement of Narrow Rectangular Channel with Slit Elliptic Dimples // Heat Mass Transfer. 2023. V. 59(10). P. 1903.
  15. Silva C., Park D., Marotta E., Fletcher L. Optimization of Fin Performance in a Laminar Channel Flow Through Dimpled Surfaces // J. Heat Transfer. 2009. V. 131 (2). P. 1.
  16. Oo Y.M., Wae-hayee M., Nuntadusit C. Experimental and Numerical Study on the Effect of Teardrop Dimple/Protrusion Spacing on Flow Structure and Heat Transfer Characteristics // J. Advanced Research in Exper. Fluid Mechanics and Heat Transfer. 2020. V. 2. № 1. P. 17.
  17. Rao Y., Feng Y., Li B., Weigand B. Experimental and Numerical Study of Heat Transfer and Flow Friction in Channel with Dimples of Different Shapes // J. Heat Transfer. 2015. V. 137. № 3. P. 031901.
  18. Исаев С.А. Генезис аномальной интенсификации отрывного течения и теплообмена в наклонных канавках на структурированных поверхностях // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 5. C. 13.
  19. Isaev S.A., Schelchkov A.V., Leontiev A.I., Gortyshov Yu.F., Baranov P.A., Popov I.A. Vortex Heat Transfer Enhancement in the Narrow Plane-parallel Channel with the Oval-trench Dimple of Fixed Depth and Spot Area // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 109. P. 40.
  20. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Машиностроение, 1990. 206 с.
  21. Терехов В.И., Терехов В.В., Чохар И.А., Ян Лун Н. Экспериментальное исследование структуры течения в одиночной траншейной лунке // Теплофизика и аэромеханика. 2022. T. 29. № 6. C. 935.
  22. Терехов В.И., Чохар И.А., Ян Лун Н. Структура турбулентного течения в полуцилиндрической траншее, расположенной на стенке плоского канала // ПМТФ. 2025. T. 66. № 1. С. 60.
  23. Селезнева М.Д., Князев С.А., Клюс А.А., Сероштанов В.В. Интенсификация теплообмена в одиночной овально-траншейной лунке на пластине при изменении угла наклона от 0 до 90° // Аэрокосмическая техника и технологии. 2023. Т. 1. № 4. P. 30.
  24. Исаев С.А., Сапожников С.З., Никущенко Д.В., Митяков В.Ю., Сероштанов В.В., Дубко Е.Б. Аномальная интенсификация вихревого теплообмена при отрывном обтекании воздухом наклонной канавки на нагретом изотермическом участке пластины // Механика жидкости и газа. 2024. № 1. C. 52.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».