КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-29-00156
НазваниеКомплексное исследование течения и теплообмена в системах гладких и оребренных труб методами PIV, анемометрии, термометрии и градиентной теплометрии
Руководитель Митяков Андрей Владимирович, Доктор технических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого" , г Санкт-Петербург
Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-201 - Процессы тепло- и массообмена
Ключевые слова Теплообмен, аэродинамика, комплексный эксперимент, градиентная теплометрия
Код ГРНТИ44.31.00
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
При создании эффективных рекуперативных теплообменников основной задачей является интенсификация теплообмена с одновременным улучшением гидродинамических характеристик. Трубные пучки различной конфигурации и геометрии применяются в качестве поверхностей теплообмена успешно и широко. Накоплен опыт в конструировании и эксплуатации теплообменных аппаратов, включающих системы труб. Разработаны различные методики расчета трубчатых теплообменных поверхностей, в основном основанные на полуэмпирических зависимостях.
В случае однофазной конвекции, очень важно снижать металлоемкость и повышать эффективность , что в свою очередь достигается путем интенсификации процессов. Оценка применимости тех или иных способов интенсификации в различных гидродинамических режимах на основе результатов как натурного, так и численного эксперимента - актуальная задача в энергетике, транспорте, металлургии, химической промышленности и т.д.
Обычно экспериментальные работы по исследованию параметров течения и теплообмена ведут раздельно. В предлагаемом Проекте предлагается применить методику, позволяющую комплексно изучить конвективный теплообмен и течение вблизи системы труб в ходе единого эксперимента. Комплексная методика включает градиентную теплометрию, PIV, термоанемометрию и термометрию. Заявитель имеет удачный опыт в совмещении градиентной теплометрии, PIV и термометрии при обтекании изотермических и неизотермических поверхностей. В пользовании коллектива имеется дозвуковая аэродинамическая труба, оснащенная охладителем для проведения длительных экспериментов с сохранением постоянной температуры свободного потока. Накоплен опыт в изготовлении обогреваемых моделей, установке первичных преобразователей и подбора вторичной аппаратуры, выявлены мало изученные или же не описанные в литературе гидродинамические режимы при обтекании труб и т.д..
Основой предлагаемой комплексной методики служит разработанная в СПбПУ и активно применяемая в лабораторном и промышленном эксперименте градиентная теплометрия. Методика измерения плотности теплового потока основана на применении градиентных датчиков теплового потока (ГДТП). ГДТП относят к датчикам типа вспомогательной стенки, а принцип их работы основан на поперечном эффекте Зеебека. Постоянная времени ГДТП ( около 10 нс) позволяет практически безынерционно фиксировать пульсации теплового потока. Сопоставление результатов теплометрии с термоанемометрией позволят выявить корреляцию между вихреобразованием и пульсациями скорости в следе за первой в ряду трубе с пульсациями плотности теплового потока на поверхности труб. Корреляция между пульсациями скорости и плотности теплового потока на основе данных теплометрии и термоанемометрии откроет новые возможности для экспериментаторов: возможно, удастся измерять пульсационные характеристики в объектах, где термоанемометр применять невозможно, ввиду ограничения его работы температурой среды.