probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2016-0-11-12-56-67probener-323Research ArticleЭНЕРГЕТИКАPOWER ENGINEERINGТеплообмен в проточном канале с пучком труб коридорного расположения при наложении на поток жидкости противоточных низкочастотных несимметричных пульсацийHEAT TRANSFER IN THE FLOW CHANNEL IN TUBE BUNDLE CORRIDOR TYPE UNDER IMPOSED ON THE FLOW LIQUID OF UPSTREAM LOW-FREQUENCY ASYMMETRICAL PULSATIONSХайбуллинаА. И.HajbullinaA. I.haybullina.87@mail.ruХайруллинА. Р.HajrullinA. R.kharullin@yandex.ruИльинВ. К.Il'inV. K.ilinwk@rambler.ruКазанский государственный энергетический университетRussian Federation201604122017011-125667Copyright © Хайбуллина А.И., Хайруллин А.Р., Ильин В.К., 20172017Хайбуллина А.И., Хайруллин А.Р., Ильин В.К.Hajbullina A.I., Hajrullin A.R., Il'in V.K.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/323

В данной работе экспериментальным путем получены профили скоростей в теплообменнике при наложении на поток жидкости противоточных низкочастотных несимметричных пульсаций (ПННП). Разработана математическая модель для моделирования теплообмена при ПННП в пучке труб коридорного расположения. По результатам численного и физического эксперимента получена обобщающая зависимость для расчета чисел Нуссельта при ПННП для диапазона чисел Рейнольдса 100 < Re < 1000, чисел Струхаля 0,026 < pSh < 2,6 и 2,6 < Re(pSh) < 260. Безразмерная амплитуда пульсаций 1,25 < р < 4,5.

Velocity profiles in the heat exchanger for water stream low-frequency asymmetrical with upstream pulsations (LFAUP) were obtained experimentally. Mathematical model for heat transfer modeling with LFAUP in the corridor tube bundle was developed. According to the results of numerical and physical experiments the correlation for the Nusselt number (Nu) with LFAUP for the ranges of Reynolds number 100< Re < 1000, Strouhal number Проблемы энергетики, 2016, № 11-12 0,026 < PSh < 2,6 and 2,6 < Re(pSh) < 260 was obtained. Nondimensional amplitude was 1,25 < p < 4,5.

теплообменнизкочастотные несимметричные пульсациипульсирующие теченияпучок трубтеплообменникматематическое моделированиеheat transferlow-frequency asymmetrical impulsespulsating flowtube bundleheat exchangermathematical modelingReferencesWang X., Zhang N. Numerical analysis of heat transfer in pulsating turbulent flow in a pipe / International Journal of Heat and Mass Transfer. 2005, Vol. 47, P. 3957-3970.Wang X., Zhang N. Numerical analysis of heat transfer in pulsating turbulent flow in a pipe / International Journal of Heat and Mass Transfer. 2005, Vol. 47, P. 3957-3970.Hessami Dr. Mir-Akbar, Zulkifli Miss Nurin Wahida. Experimental Study of Pulsatile Flows in a Heated Horizontal Tube For Various Flow and Pulsation Conditions // ICET07, University of Kuala Lumpur, 11-13 December, 2007, P. 1-15.Hessami Dr. Mir-Akbar, Zulkifli Miss Nurin Wahida. Experimental Study of Pulsatile Flows in a Heated Horizontal Tube For Various Flow and Pulsation Conditions // ICET07, University of Kuala Lumpur, 11-13 December, 2007, P. 1-15.Badr H. M. Effect of free-stream fluctuations on laminar forced convection from a straight tube // lnt. J. Heat Mass Transfer. Vol. 40, No. 15, pp. 3653-3662, 1997.Badr H. M. Effect of free-stream fluctuations on laminar forced convection from a straight tube // lnt. J. Heat Mass Transfer. Vol. 40, No. 15, pp. 3653-3662, 1997.Sung H.J., Hwang K.S., Hyun J.M. Experimental study on mass transfer from a circular cylinder in pulsating flow // Int. J. Heat Mass Transfer, 1994. Vol. 37, No. 15, P. 2203-2210.Sung H.J., Hwang K.S., Hyun J.M. Experimental study on mass transfer from a circular cylinder in pulsating flow // Int. J. Heat Mass Transfer, 1994. Vol. 37, No. 15, P. 2203-2210.Мусаева Д.А., Синявин А.А., Гурьянов А.И. Математическое моделирование процессов теплообмена при поперечном обтекании цилиндра в условиях низкочастотных несимметричных пульсаций потока жидкости // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2012. № 7-8. С. 19-27.Мусаева Д.А., Синявин А.А., Гурьянов А.И. Математическое моделирование процессов теплообмена при поперечном обтекании цилиндра в условиях низкочастотных несимметричных пульсаций потока жидкости // Известия высших учебных заведений. Проблемы энергетики. 2012. № 7-8. С. 19-27.Молочников В.М., Михеев Н.И., Михеев А.Н. Поперечное обтекание и теплообмен цилиндра в пульсирующем потоке // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов, пятая международная конференция. Санкт-Петербург, 2015. С. 217-218.Молочников В.М., Михеев Н.И., Михеев А.Н. Поперечное обтекание и теплообмен цилиндра в пульсирующем потоке // Тепломассообмен и гидродинамика в закрученных потоках: Тезисы докладов, пятая международная конференция. Санкт-Петербург, 2015. С. 217-218.Liang C., Papadakis G. Large eddy simulation of pulsating flow over a circular cylinder at subcritical Reynolds number // Computers & Fluids 36, 2007, P. 299-312.Liang C., Papadakis G. Large eddy simulation of pulsating flow over a circular cylinder at subcritical Reynolds number // Computers & Fluids 36, 2007, P. 299-312.Velazquez A., Arias J.R., Mendez B. Laminar heat transfer enhancement downstream of a backward facing step by using a pulsating flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 2075-2089.Velazquez A., Arias J.R., Mendez B. Laminar heat transfer enhancement downstream of a backward facing step by using a pulsating flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 2075-2089.Khalil Khanafer, Bader Al-Azmi, Awadh Al-Shammari, Ioan Pop. Mixed convection analysis of laminar pulsating flow and heat transfer over a backward-facing step // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 5785-5793.Khalil Khanafer, Bader Al-Azmi, Awadh Al-Shammari, Ioan Pop. Mixed convection analysis of laminar pulsating flow and heat transfer over a backward-facing step // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 5785-5793.Колчин С.А. Гидравлическое сопротивление дискретно-шероховатого канала при наложенных пульсациях потока: дис..канд. техн. наук: 01.02.05, 01.04.14 / Колчин Сергей Александрович. Казань, 2015. 126 с.Колчин С.А. Гидравлическое сопротивление дискретно-шероховатого канала при наложенных пульсациях потока: дис..канд. техн. наук: 01.02.05, 01.04.14 / Колчин Сергей Александрович. Казань, 2015. 126 с.Moon Jeong Woo, Kim Seo Young, Cho Hyung Hee. Frequency-dependent heat transfer enhancement from rectangular heated block array in a pulsating channel flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2005, Vol. 48, P. 4904-4913.Moon Jeong Woo, Kim Seo Young, Cho Hyung Hee. Frequency-dependent heat transfer enhancement from rectangular heated block array in a pulsating channel flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2005, Vol. 48, P. 4904-4913.Jin D.X., Lee Y.P., Lee D.-Y. Effects of the pulsating flow agitation on the heat transfer in a triangular grooved channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2007, Vol. 50, P. 3062-3071.Jin D.X., Lee Y.P., Lee D.-Y. Effects of the pulsating flow agitation on the heat transfer in a triangular grooved channel // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2007, Vol. 50, P. 3062-3071.Давлетшин И.А., Михеев Н.И., Молочников В.М. Теплообмен в турбулентной отрывной области при наложенных пульсациях потока // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Том 15. № 2. С. 229-236.Давлетшин И.А., Михеев Н.И., Молочников В.М. Теплообмен в турбулентной отрывной области при наложенных пульсациях потока // Теплофизика и аэромеханика. 2008. Том 15. № 2. С. 229-236.Ji Tae Ho, Kim Seo Young, Hyun Jae Min. Experiments on heat transfer enhancement from a heated square cylinder in a pulsating channel flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 1130-1138.Ji Tae Ho, Kim Seo Young, Hyun Jae Min. Experiments on heat transfer enhancement from a heated square cylinder in a pulsating channel flow // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2008, Vol. 51, P. 1130-1138.Хайбуллина А.И., Ильин В.К. Экспериментальное исследование внешней теплоотдачи при поперечном обтекании коридорного пучка труб при Re № 500 с наложением на поток низкочастотных несимметричных пульсаций // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2014. № 1-2. С 11-19.Хайбуллина А.И., Ильин В.К. Экспериментальное исследование внешней теплоотдачи при поперечном обтекании коридорного пучка труб при Re № 500 с наложением на поток низкочастотных несимметричных пульсаций // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2014. № 1-2. С 11-19.Жукаускас А.А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Изд. «Минтис», 1968. 192 с.Жукаускас А.А. Теплоотдача пучков труб в поперечном потоке жидкости. Вильнюс: Изд. «Минтис», 1968. 192 с.Larock, Bruce E. Hydraulics of pipeline systems / Bruce E. Larock, Roland W. Jeppson, Gary Z. Watters. 1940, p. 533.Larock, Bruce E. Hydraulics of pipeline systems / Bruce E. Larock, Roland W. Jeppson, Gary Z. Watters. 1940, p. 533.W. A. Khan, J. R. Culham, M. M. Yovanovich. Nalytical Model for Convection Heat Transfer From Tube Banks / Journal of Thermophysics and Heat transfer, Vol. 20, No. 4, 2006, p. 720-727.W. A. Khan, J. R. Culham, M. M. Yovanovich. Nalytical Model for Convection Heat Transfer From Tube Banks / Journal of Thermophysics and Heat transfer, Vol. 20, No. 4, 2006, p. 720-727.S.B. Beale, D.B. Spalding. Numerical study of fluid flow and heat transfer in tube banks with stream-wise periodic boundary conditions // Transactions of the CSME, 22, 4A, 1998, p. 397-416.S.B. Beale, D.B. Spalding. Numerical study of fluid flow and heat transfer in tube banks with stream-wise periodic boundary conditions // Transactions of the CSME, 22, 4A, 1998, p. 397-416.Снегирёв А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 143 с.Снегирёв А.Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: Учеб. пособие. СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2009. 143 с.ANSYS FLUENT. Издательство ANSYS, Inc. Southpointe, 2011 г., P. 1146.ANSYS FLUENT. Издательство ANSYS, Inc. Southpointe, 2011 г., P. 1146.Хайбуллина А.И., Хайруллин А.Р., Синявин А.А., Ильин В.К. Моделирование турбулентности пульсирующего потока теплоносителя в коридорном пучке труб // Сборник статей V Всероссийской научной конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» с международным участием. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. С. 368-372.Хайбуллина А.И., Хайруллин А.Р., Синявин А.А., Ильин В.К. Моделирование турбулентности пульсирующего потока теплоносителя в коридорном пучке труб // Сборник статей V Всероссийской научной конференции «Теплофизические основы энергетических технологий» с международным участием. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. С. 368-372.You Qin Wang Turbulence Modeling Applied to Flow Through a Staggered Tube Bundle // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 2010. Vol. 24, № 3. C. 534-543.You Qin Wang Turbulence Modeling Applied to Flow Through a Staggered Tube Bundle // Journal of Thermophysics and Heat Transfer. 2010. Vol. 24, № 3. C. 534-543.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.