Моделирование газового потока в двухконтурной вихревой трубе Ранка- Хилша
DOI:
https://doi.org/10.7242/1999-6691/2012.5.3.37Ключевые слова:
эффект Ранка-Хилша, вихревая труба, математическое моделирование, модель турбулентностиАннотация
В статье приводится описание математической модели течения газа в вихревой трубе Ранка-Хилша и результаты ее реализации в пакете вычислительной гидродинамики OpenFOAM. Представлены данные расчетов вихревого газового потока, выполненных с использованием шести типов одно- и двухпараметрических полуэмпирических моделей турбулентности. Показано, что модельные характеристики вихревой трубы не соотносятся с экспериментальными данными ни количественно, ни качественно. Сделан вывод о необходимости модификации использованной модели турбулентности.
Скачивания
Библиографические ссылки
Ranque G.J. Experiments on expansion in a vortex with simultaneous exhaust of hot air and cold air // J. Phys. Radium (Paris). - 1933. - N. 4. - P. 112-114.
Пиралишвили Ш.А., Поляев В.М., Сергеев М.Н. Вихревой эффект. Эксперимент, теория, технические решения. - УНПЦ «Энергомаш», 2000. - 415 с.
Суслов А.Д., Иванов С.В., Мурашкин А.В., Чижиков Ю.В. Вихревые аппараты. - М.: Машиностроение, 1985. - 256 с.
Кузнецов В.И. Теория и расчет эффекта Ранка. - Омск: Изд.-во ОмГТУ, 1995. - 217 с.
Аликина О.Н. Гидродинамика и теплообмен в вихревой трубке Ранка-Хилша: Вычислительный эксперимент / Дис. канд. физ.-мат. наук: 01.02.05. - Пермь, ПГТУ, 2003. - 122 с.
Хаит А.В., Носков А.С., Бутымова А.П., Плешков С.Ю., Ловцов А.В. Энергоэффективность и экономическая целесообразность применения систем искусственного климата на базе вихревой трубы // ИСЖ. - 2011. - № 1. - С. 17-23.
Носков А.С., Якшина Н.В., Хаит А.В., Ловцов А.В. Использование холодильно-нагревательных систем на базе вихревых труб для организации заданного микроклимата в производственных и складских помещениях. Система управления экологической безопасностью // Сб. трудов Четвертой заочной межд. научно-практической конференции, г. Екатеринбург, 27-28 мая 2010 г. - Т. 2. - С. 81-87.
Пархимович А.Ю. Имитационное моделирование температурной стратификации закрученных потоков в вихревых хладогенераторах / Дис. канд. техн. наук: 05.04.13. - Уфа, УГАТУ, 2008. - 124 с.
Соловьев А.А. Численное и физическое моделирование процессов энерго и фазоразделения в вихревых трубах / Дис. канд. техн. наук: 05.04.13. - Уфа, УГАТУ, 2008. - 155 с.
Фузеева А.А. Численное моделирование температурной стратификации в вихревых трубах // Матем. моделирование. - 2006. - Т. 18, № 9. - С. 113-120.
Dutta T., Sinhamahapatra K.P., Bandyopdhyay S.S. Comparison of different turbulence models in predicting the temperature separation in a Ranque-Hilsch vortex tube // Int. J. Refrig. - 2010. - V. 33, N. 4. - P. 783-792. DOI
Behera Upendra, Paul P.J., Kasthurirengan S., Karunanithi R., Ram S.N., Dinesh K., Jacob S. CFD analysis and experimental investigations towards optimizing the parameters of Ranque-Hilsch vortex tube // Int. J. Heat Mass Tran. - 2005. - V. 48, N. 10. - P. 1961-1973. DOI
Dincer K., Avci A., Baskaya S., Berber A. Experimental investigation and energy analysis of the performance of a counter flow Ranque-Hilsch vortex tube with regard to nozzle cross-section areas // Int. J. Refrig. - 2010. - V. 33, N. 5. - P. 954- 962. DOI
Selek M., Tasdemir S., Dincer K., Baskaya S. Experimental examination of the cooling performance of Ranque-Hilsch vortex tube on the cutting tool nose point of the turret lathe through infrared thermography method // Int. J. Refrig. - 2011. - V. 34, N. 3. - P. 807-815. DOI
Wilcox David C. Turbulence Modeling for CFD. - DCW Industries, Inc., 1994. - 460 p.
Farouk Tanvir, Farouk Bakhtier. Large eddy simulations of the flow field and temperature separation in the Ranque-Hilsch vortex tube // Int. J. Heat Mass Tran. - 2007. - V. 50, N. 23-24. - P. 4724-4735. DOI
Menter Florian R. Review of the shear-stress transport turbulence model experience from an industrial perspective. // Int. J. Comput. Fluid D. - V. 23, N. 4. - P. 305-316. DOI
Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. - М.: Дрофа, 2003. - 840 с.
Кутателадзе С.С. Основы теории теплообмена. - М.: Атомиздат, 1979. - 416 с.
Арбузов В.А., Дубнищев Ю.Н., Лебедев А.В., Правдина М.Х., Яворский Н.И. Наблюдение крупномасштабных гидродинамических структур в вихревой трубке и эффект Ранка // ПЖТФ. - 1997. - Т. 23, № 23. - С. 84-90.
Пиралишвили Ш.А., Михайлов В.Г. Экспериментальное исследование вихревой трубы с дополнительным потоком. Некоторые вопросы исследования теплообмена и тепловых машин // Тр. КуАИ. - Куйбышев, 1973. - Вып. 56. - С. 64-74.
Piralishvili Sh.A., Polyaev V.M. Flow and thermodynamic characteristics of energy separation in a double-circuit vortex tube - An experimental investigation // Exp. Therm. Fluid Sci. - 1996. - V. 12, N. 4. - P. 399-410 DOI
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2012 Вычислительная механика сплошных сред
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.