Цели и задачи проекта

• Выявление механизмов влияния внешних воздействий на обмен теплом и импульсом между газом и твердой стенкой
• Проведение широкого комплекса экспериментов, направленных на выявление оптимальной геометрии интенсифицирующего рельефа и параметров набегающего потока, обеспечивающих максимальную теплогидравлическую эффективность поверхности (фактор аналогии Рейнольдса)
• Определение направлений существенного повышения эффективности теплообменного оборудования.

Процесс исследования

Существенный прирост сопротивления по сравнению с ростом теплоотдачи при использовании большинства методов интенсификации теплообмена является острой научной проблемой современной теплофизики. Актуальность данной проблемы обусловлена потребностью в повышении теплогидравлической эффективности каналов и трактов теплообменного оборудования, энергоустановок и двигателей. В настоящее время подавляющее большинство методов повышения теплогидравлической эффективности связано с применением поверхностных (искусственные турбулизаторы) и объемных (спирали, вихревые камеры) интенсификаторов теплообмена. Основная масса работ в данной области сконцентрирована на исследовании влияния конструктивных особенностей интенсификаторов на коэффициенты теплоотдачи и сопротивления. При этом практически во всех случаях прирост полного сопротивления опережает интенсификацию теплообмена. Несмотря на указанный недостаток, такие методы находят применение в задачах повышения теплогидравлической эффективности теплообменного оборудования, массогабаритные характеристики которого не имеют строгих конструкторских ограничений. Однако существует ряд ответственных приложений (авиационная техника, ракетно-космическая техника, элементы турбомашин), где дальнейший рост сопротивления в каналах и трактах недопустим. В этих приложениях возникает необходимость в методах интенсификации, обеспечивающих опережающий рост теплообмена. К таким методам относятся: организация течения с положительным градиентом давления, использование вихреобразующего рельефа, формирование областей отрыва пограничного слоя. Научная значимость решения проблемы заключается в более глубоком понимании сущности процессов и освоении способов управления ими с целью получения максимально возможной теплогидравлической эффективности. Прикладное значение проекта заключается в возможности выдачи практических рекомендаций для сотрудников конструкторских бюро и промышленных предприятий по способам воздействия на поток, приводящим к опережающему росту теплоотдачи по сравнению с увеличением гидравлического сопротивления.