РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗВИТИЯ ТУРБУЛЕНТНОСТИ В КАНАЛЕ С МАЛЫМИ УГЛАМИ РАСКРЫТИЯ

Автор: Владимир Викторович Трифонов

Соавторы: А.И. Решмин, С.Х. Тепловодский

Организация: НИИ механики МГУ имени М.В. Ломоносова

Проведены экспериментальные и расчетные исследования характеристик течения в коническом диффузоре с малыми углами раскрытия. На вход в диффузор подавалось развитое турбулентное течение. Расчет проводился с использованием трехпараметрической модели турбулентности [1]. Расчеты проводились, при числах Рейнольдса на входе в диффузор от 1000 до 10000 и c углами раскрытия меньше 4°. В зависимости от угла раскрытия в расчетах, течение в диффузоре происходило, при положительном, отрицательном или нулевом продольном градиенте давления. Получены характеристики течения на выходе диффузора, а также в различных сечениях вдоль диффузора. Результаты расчетов сравнивались с ранее полученными экспериментальными данными для диффузоров с углами раскрытия ~0.6° и ~1.2° [2], получено хорошее соответствие экспериментальных и расчетных данных.

Экспериментальные и расчетные данные показали, что в диффузоре, после начального участка, формируется турбулентное течение. Параметры турбулентного течения на выходе из диффузора определяются только числом Рейнольдса и не зависят от условий на входе, пока эти условия достаточны для формирования турбулентного течения.  

Расчеты показали, что при увеличении длины диффузора турбулентное течение затухает и плавно переходит в ламинарное.

1. В.Г Лущик., А.А. Павельев, А.Е. Якубенко. Трехпараметрическая модель сдвиговой турбулентности //Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1978. № 3. С. 13 - 25.

2. A.I. Reshmin, V.V. Trifonov, S.Kh. Teplovodskii. Turbulent flow in a conical diffuser with a small divergence angle at Reynolds numbers less than 2000 // ASME 2014, FEDSM2014-21597.