Исследование течения и теплообмена цилиндра с помощью PIV-диагностики и градиентной теплометрии

Abstract

Современная энергетическая техника широко применяет теплообменные устройства различного назначения. Наиболее распространенными являются теплообменники, элементом которых является круглый цилиндр. Процесс обтекания и теплоотдачи нагретого цилиндра в значительной мере зависит от числа Рейнольдса, степени турбулентности потока, теплообмена и других факторов. Появление градиентных датчиков теплового потока (ГДТП) позволило совместить исследование течения и теплообмена в одном эксперименте. Предложен новый метод исследования течения и теплообмена, основанный на совместном использовании PIV-диагностики и градиентной теплометрии. Одновременное использование измерительного комплекса ПОЛИС и градиентных датчиков теплового потока позволяют отслеживать изменения коэффициента теплоотдачи при изменении скорости и турбулентности потока. Представлены результаты экспериментальных исследований полей скорости и изменения местного теплового потока при поперечном обтекании нагретого цилиндра потоком воздуха. Обсуждаются достоинства и недостатки предложенного метода.

A new method for fluid dynamics and heat transfer investigation, based on the combination of PIV and gradient heat flux measurement is proposed. Simultaneous using of PIV system POLIS and gradient heat flux sensor allows to detect the heat flux pulsation when the velocity changes. The first results of experimental studies of the velocity field and heat flux measurement of a circular cylinder in cross-flow.