ЧИСЛЕННОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ УГЛА РАСКРЫТИЯ НА ЯВЛЕНИЕ ЛАМИНАРНО-ТУРБУЛЕНТНОГО ПЕРЕХОДА В ДИФФУЗОРЕ
Автор: Владимир Викторович Трифонов
Соавторы: А.И. Решмин, С.Х. Тепловодский
Организация: НИИ Механики МГУ
В работе исследовалось явление ламинарно-турбулентного перехода в диффузоре в зависимости от угла раскрытия и степени расширения канала (отношения входного диаметра диффузора к выходному). При расчете использовалась трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности [1]. Расчеты проводились, при числах Рейнольдса на входе в канал от 100 до 4000. На вход в диффузор подавалось, либо развитое турбулентное течение, либо течение с равномерным профилем скорости и с разной энергией турбулентности. Угол раскрытия варьировался от 0.01° до 4°, при этом течение в канале происходило, при положительном, отрицательном или нулевом продольном градиенте давления. Полученные при расчете характеристики течения на выходе диффузора и различных сечениях вдоль диффузора сравнивались с экспериментальными данными [2]. При заданном угле раскрытия и степени расширения, течение в диффузоре зависит только от локального числа Рейнольдса и не зависит от условий на входе, пока эти условия достаточны для формирования турбулентного течения. Было показано, что при увеличении длины диффузора турбулентное течение затухает и плавно переходит в ламинарное.
Получены рис. а зависимости критического числа Рейнольдса от угла раскрытия для диффузоров с разной степенью расширения 1.65, 2.5, 3.4 и 6.8 (обозначение индексов: 1 - вход в диффузор, 2 - выход из диффузора). При угле раскрытия 0.01°, что очень близко к прямой круглой трубе, критическое число Рейнольдса для заданных степеней расширения лежит в диапазоне от ~900 до ~1000. Также получены зависимости рис. б критического числа Рейнольдса от угла раскрытия со степенью расширения канала 3.4 и разной энергией турбулентности на входе в диффузор.
В докладе будет рассмотрен вопрос как влияет степень расширения канала на величину генерации турбулентного течения. Также будут представлены изменения энергии турбулентности по сечению диффузора за счет переноса, генерации, диссипации и диффузии турбулентного течения.
