Аналітичний опис розширення напівобмежених струмин різної кривини

Abstract

Робота присвячена аналітичному дослідженню розширення струмин, що настилаються на опуклу та гнуту поверхні (криволінійних напівобмежених струмин). Такі струмини мають різні характеристики залежно від кривини поверхні – від далекобійних до таких, що швидко затухають. Це робить їх одним з найбільш перспективних напрямків підвищення ефективності організації повітрообміну в приміщеннях різного призначення. Однак, на сьогодні вони не набули широкого впровадження, що пов’язано з нестабільністю розвитку струмини. Проблема усувається використанням правильної форми каналу для випуску повітря. Для визначення розширення струмини розроблено підхід до аналітичного опису криволінійних напівобмежених струмин шляхом геометричного аналізу їхньої турбулентної макроструктури. Ця структура подається у вигляді пелени дотичних великомасштабних вихорів (клубів). Для ефективного розв’язання отриманих рівнянь було скореговано метод Андерсона-Бйорка. Отримані результати показують слабке розширення гнутих струмин і значно швидше – для опуклих. Розрахунки показали наявність кризового перерізу зі швидким розширенням опуклої струмини і подальшим підвищеним темпом її розширення. Також отримано переріз відриву струмини. Якщо ширина щілини менша за 0,15...0,2 радіуса поверхні настилання, то кут проходження струмини значно зменшується, що зменшує розширення струмини і ускладнює конструкцію розроблених на кафедрі теплогазопостачання і вентиляції Київського національного університету будівництва і архітектури багатощілинних повітророзподільників.