ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ КОНВЕКТИВНОГО ТЕЧЕНИЯ ВБЛИЗИ НАГРЕВАТЕЛЯ КУБИЧЕСКОЙ ФОРМЫ

Автор: Матвей Максимович Гончаров

Соавторы: Гончаров М.М., Кучинский М.О., Кондрашов А.Н.

Организация: Пермский государственный национальный исследовательский университет

В работе [1] проведено численное исследование ламинарной нестационарной естественной конвекции в замкнутой кубической полости, имеющей локальный источник тепла различной геометрической формы. Для такой системы с цилиндрическим компактным нагревателем предложена численная модель, которая предсказывает возникновение двух противовращающихся тороидальных вихрей.

Для подтверждения наличия такой особенности был поставлен эксперимент, схема которого представлена на рис. 1. Кювета 2 представляет собой стеклянный параллелепипед высотой 25 см с квадратным основанием со стороной 19 см. В центре нижнего основания кюветы расположен медный кубический нагреватель со стороной 2.4 см. В качестве рабочей жидкости выступает вода при нормальных условиях. Для регулирования температуры используется электрический нагреватель на основе PID регулятора 4.

В ходе эксперимента с помощью лазера 1 и цилиндрической линзы был получен лазерный нож, вырезающий исследуемую область в центре кюветы. С использованием камеры 5 и флуоресцентного красителя изучалась структура установившегося конвективного течения. Для получения поля скорости жидкости в центральном сечении кюветы, использовались полиамидные светоотражающие частицы и метод PIV. 

1.Gibanov N. S., Sheremet M. A. Natural convection in a cubical cavity with different heat source configurations //Thermal Science and Engineering Progress. – 2018. – Т. 7. – С. 138-145.