|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Поисковые исследования возможностей возникновения температурной стратификации в сжимаемых газовых потоках с воздействиямиНИР
Exploratory studies of the potential for the occurrence of temperature stratification in compressible gas flows with effects
- Руководитель НИР: Макарова М.С.
- Подразделение: 108 Лаборатория аэродинамики больших скоростей и термогазодинамики
- Срок исполнения: 1 января 2018 г. - 31 декабря 2020 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): СП-3993.2018.1
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: Газовая динамика и теплообмен.
- ПН России: Энергоэффективность, энергосбережение, ядерная энергетика
- Направление технологического прорыва России: Энергоэффективность и энергосбережение
- Критическая технология России: Технологии создания энергосберегающих систем транспортировки, распределения и использования энергии
-
Рубрики ГРНТИ:
- 30.17.35 Тепломассоперенос
- 30.17.27 Турбулентность
- 30.17.31 Пограничный слой
-
Ключевые слова:
число прандтля, сжимаемое турбулентное течение, циклы газовых машин, транспирация, температура восстановления, стратификация температуры, градиент давления
recovery temperature, transpiration, prandtl number, pressure gradient, gas machine cycles, temperature stratification, compressible turbulent flow -
Описание:
Цель работы - поисковые исследования возможностей возникновения температурной стратификации в сжимаемых газовых потоках с воздействиями, включая численное исследование основных элементов рабочего процесса в устройстве температурной стратификации: тепломассообмена и газодинамики в пограничных слоях на проницаемой и непроницаемой поверхностях в сверх- и дозвуковых градиентных потоках одно- и двухфазных теплоносителей; определение предельных значений температурной стратификации в газовых потоках при использовании перспективных теплоносителей, в том числе с большими и малыми числами Прандтля; а также определение оптимальных режимов работы устройства применительно к новым холодильным циклам газовых машин.
-
Abstract:
he purpose of the work is exploratory research into the possibilities of temperature stratification in compressible gas flows with impacts, including a numerical study of the main elements of the working process in the device of temperature stratification: heat and mass transfer and gas dynamics in boundary layers on permeable and impermeable surfaces in supersonic and subsonic gradient flows of single and two phase heat carriers; determination of the limiting values of temperature stratification in gas flows using promising coolants, including those with large and small Prandtl numbers; as well as the determination of the optimal modes of operation of the device in relation to new refrigeration cycles of gas machines.
-
Научный задел:
Данная работа является продолжением исследований по проекту СП-3874.2013.1, в котором был предложен цикл на базе устройства стратификации, заменяющего одновременно узел дросселирования (детандирования) и холодильную камеру, что позволяет увеличить эффективность холодильного цикла и частично реализовать цикл Карно.
- Добавил в систему: Коршунов Андрей Александрович
Источник финансирования НИР
| грант Президента РФ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2018 г.-31 декабря 2018 г. | Поисковые исследования возможностей возникновения температурной стратификации в сжимаемых газовых потоках с воздействиями |
| Результаты этапа: Проведено численное моделирование основных элементов рабочего процесса устройства температурной стратификации. Получены результаты поискового исследования воздействий, оказывающих наибольшее влияние на эффективность устройства температурной стратификации. Проведено исследование влияния режима, течения, типа теплоносителя, параметров потока, граничных условий, организации поперечного потока массы на стенке на величину температурной стратификации в пограничном слое. | ||
| 2 | 1 января 2019 г.-31 декабря 2019 г. | Поисковые исследования возможностей возникновения температурной стратификации в сжимаемых газовых потоках с воздействиями |
| Результаты этапа: Рассмотрена возможность интенсификации теплообмена в круглом и плоском безотрывных диффузорах с малыми углами раскрытия. Численное моделирование теплообмена проведено с использованием трехпараметрической дифференциальной модели турбулентности, дополненной уравнением переноса для турбулентного потока тепла. Показано, что при одинаковом угле раскрытия в круглом диффузоре число Нуссельта существенно выше, чем в плоском диффузоре и это превышение возрастает с увеличением угла раскрытия. Однако фактор аналогии Рейнольдса для круглого диффузора при этом ненамного выше, чем для плоского. Исследовано влияние числа Рейнольдса, длины диффузора и числа Прандтля теплоносителя. Показано, что максимальный эффект интенсификации теплообмена достигается для газов с малым числом Прандтля и слабо зависит от числа Рейнольдса и длины диффузора. | ||
| 3 | 1 января 2020 г.-31 декабря 2020 г. | Поисковые исследования возможностей возникновения температурной стратификации в сжимаемых газовых потоках с воздействиями |
| Результаты этапа: Проведены патентные изыскания. Ожидается подача заявки на получение патента на предложенные циклы газовых холодильных и криогенных машин, использующих эффект газодинамической температурной стратификации в различных вариантах исполнения устройства. Получены результаты численного исследования теплогидравлической эффективности противоточных теплообменных аппаратов типа "труба-в-трубе" на базе диффузоров в двух вариантах исполнения: переменного круглого и плоского поперечного сечения. | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".