ВИХРЕВЫЕ ПОТОКИ В СУДОВЫХ СИСТЕМАХ И УСТРОЙСТВАХ

Аннотация

Изучены потоки жидкости или газа в трубопроводных и иных судовых системах, обычно являющиеся вихревыми по естественным причинам. Отмечается, что искусственная закрутка используется для интенсификации различных технологических процессов. При этом их гидродинамические характеристики и влияние на происходящие процессы требуют дальнейшего изучения. Исследуется явление трансформации закрученных потоков жидкости и газа в ячеистых пространственных решетках. Экспериментально установлено, что пройдя через пространственную решетку, закрученный поток превращается в систему вихревых потоков, которые после выхода из решетки сохраняют свою индивидуальность. Взаимодействие между ними приводит к образованию устойчивой динамической структуры в виде основных вихрей и вихрей сателлитов. Такой поток сохраняет все преимущества закрученного потока, но обладает меньшим гидродинамическим сопротивлением. Обнаруженный эффект снижения гидродинамического сопротивления трансформированных закрученных потоков, по сравнению с нетрансформированными потоками, свидетельствует о наличии внутренней структуры и большей устойчивости этого потока. Закрученные потоки жидкости или газа используются для эффективного отвода тепла от тепловыделяющих сборок корабельных атомных реакторов в системах вентиляции и кондиционирования разветвленных и затесненных судовых помещений. Кроме того, вихревое движение потоков жидкости и газа имеет место во всех трубопроводных системах при истечении жидкости или газа через отверстия или насадки. Результаты, полученные в данной работе, позволяют по-новому объяснять поведение и свойства закрученных потоков жидкости и газа при их прохождении через пространственные решетки. Использование закрученных и трансформированных потоков жидкости и газа позволяет повысить производительность и качество многих систем, связанных с движением жидкости и газа, в том числе снизить их гидродинамический шум.

Ключевые слова

закрученный поток, разделитель, трансформация потока, теорема Гельмгольца, вихревая структура, массоперенос, теплопередача, гидродинамическое сопротивление, устойчивость потока, Theorem of Helmholtz

Читать полный текст статьи:  PDF

Список литературы

Об авторах

Горобец Александр Григорьевич - кандидат физико-математических наук, доцент

aleksandr-gorobets@yandex.ru. kaf_physics@gumrf.ru

ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С. О. Макарова»