Определение влияния набегающего потока на вихревые зоны при входе в отсосы-раструбы. Часть 1. Плоская задача

А. К. Логачева; О. А. Аверкова; А. М. Зиганшин; К. И. Логачев; Е. Н. Попов

doi:10.17073/1683-4518-2023-4-62-69

Определение влияния набегающего потока на вихревые зоны при входе в отсосы-раструбы. Часть 1. Плоская задача

А. К. Логачева, О. А. Аверкова, А. М. Зиганшин, К. И. Логачев, Е. Н. Попов

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-62-69

Полный текст:

Аннотация

Рассмотрены особенности построения алгоритма для расчета щелевых отсосов-раструбов в условиях набегающего потока методом дискретных вихрей. Приведены картины течения при разных соотношениях скоростей набегающего и всасываемого воздушных потоков. Определена зависимость размеров вихревых зон, возникающих на входе в отсосы-раструбы, от скорости набегающего потока, длины и угла наклона раструба. Получены выражения для критической скорости набегающего потока, при которой меняется режим отрыва потока для первой вихревой зоны с отрыва внутрь раструба на отрыв вне его. Полученные результаты могут быть применены при конструировании местных отсосов, спрофилированных по найденным очертаниям вихревых зон.

Ключ. слова

местная вытяжная вентиляция, щелевые отсосы, отрывные течения, метод дискретных вихрей, вихревая зона (ВЗ),

Об авторах

А. К. Логачева

ФГБОУ ВО «Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет»
Россия

А. К. Логачева

Москва

О. А. Аверкова

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Россия

О. А. Аверкова, д. т. н.

Белгород

А. М. Зиганшин

ФГБОУ ВО «Казанский государственный архитектурно-строительный университет»
Россия

А. М. Зиганшин, д. т. н.

Казань

К. И. Логачев

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Россия

К. И. Логачев, д. т. н.

Белгород

Е. Н. Попов

ФГБОУ ВО «Белгородский государственный технологический университет имени В. Г. Шухова»
Россия

Е. Н. Попов, к. т. н.

Белгород

Список литературы

1. Идельчик, И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. ― М.: Машиностроение, 1992. ― 672 с.

2. ASHRAE Duct Fitting Database, (n.d.). https://www.ashrae.org/technical-resources/bookstore/duct-fitting-database.

3. Gao, R. Biomimetic duct tee for reducing the local resistance of a ventilation and air-conditioning system / R. Gao, K. Liu, A. Li [et al.] // Build. Environ. ― 2018.― Vol. 129. ― P. 130‒141. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2017.11.023.

4. Gao, R. A novel low-resistance duct tee emulating a river course / R. Gao, H. Zhang, A. Li [et al.] // Build.Environ. ― 2018. ― Vol. 144. ― P. 295‒304. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.08.034.

5. Gao, R. Study of the shape optimization of a tee guide vane in a ventilation and air-conditioning duct / R. Gao, K. Liu, A. Li [et al.] // Build. Environ. ― 2018. ― Vol. 132. ― P. 345‒356. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.02.006.

6. Gao, R. Applicability study of a deflector in ventilation and air conditioning duct tees based on an analysis of energy dissipation / R. Gao, H. Li, A. Li [et al.] // J. Wind Eng. Ind. Aerodyn. ― 2019. ― Vol. 184. ― P.256‒264. https://doi.org/10.1016/j.jweia.2018.11.025.

7. Manuel, M. C. E. Optimal duct layout for HVAC using topology optimization / M. C. E. Manuel, P. T. Lin, M. Chang // Sci. Technol. Built Environ. ― 2018. ― Vol. 24. ― P. 212‒219. https://doi.org/10.1080/23744731.2017.1346444.

8. Zhou, M. Shape morphing and topology optimization of fluid channels by explicit boundary tracking / M. Zhou, H. Lian, O. Sigmund, N. Aage // Int. J. Numer. Methods Fluids. ― 2018. ― Vol. 88. ― P. 296‒313. https://doi.org/10.1002/fld.4667.

9. Gersborg-Hansen, A. Topology optimization of channel flow problems / A. Gersborg-Hansen, O. Sigmund, R. B. Haber // Struct. Multidiscip. Optim. ― 2005. ― Vol. 30. ― P. 181‒192. https://doi.org/10.1007/s00158-004-0508-7.

10. Demirel, G. CFD-driven surrogate-based multi-objective shape optimization of an elbow type draft tube / G. Demirel, E. Acar, K. Celebioglu, S. Aradag // Int. J. Hydrogen Energy. ― 2017. ― Vol. 42. ― P. 17601‒17610. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.03.082.

11. Li, A. Numerical investigations on effects of seven drag reduction components in elbow and T-junction close-coupled pipes / A. Li, X. Chen, L. Chen // Build. Serv. Eng. Res. Technol. ― 2015. ― Vol. 36. ― P. 295‒310. https://doi.org/10.1177/0143624414541453.

12. Li, A. Study on local drag reduction effects of wedgeshaped components in elbow and T-junction close-coupled pipes / A. Li, X. Chen, L. Chen, R. Gao // Build. Simul. ― 2014. ― Vol. 7. ― P. 175‒184. https://doi.org/10.1007/s12273-013-0113-z.

13. Пат. 2604264 Российская Федерация. Соединительный фасонный элемент с профилирующими вставками / Зиганшин А. M., Алещенко И. С., Зиганшин М. Г., Гимранов И. Р. ― No 2014137755/06 ; заявл. 17.09.2014 ; опубл. 10.12.2016, Бюл. No 34. https://patents.google.com/patent/RU2604264C2/ru?oq=2604264.

14. Солодова, Е. Э. Особенности численного моделирования течений в Z-образных отводах систем вентиляции и кондиционирования зданий и сооружений /Е. Э. Солодова // Известия Казанского государственного архитектурно-строительного университета. ―2021. ― Т. 55, No 1. ― C. 71‒84.

15. Зиганшин, А. М. Снижение потерь давления при профилировании острого отвода и отвода с нишей /А. М. Зиганшин, Е. Э. Беляева, В. А. Соколов // Изв. вузов. Строительство. ― 2017. ― Т. 697, No 1. ― C. 108‒116.

16. Зиганшин, А. М. Численное моделирование течения в профилированном вентиляционном тройнике на слияние / А. М. Зиганшин, Л. Н. Бадыкова // Изв. вузов. Строительство. ― 2017. ― No 6. ― С. 41‒48.

17. Зиганшин, А. М. Повышение энергоэффективности систем вентиляции посредством профилирования фасонных элементов / А. М. Зиганшин, К. Э. Батрова, Г. А. Гимадиева, К. И. Логачев, О. А. Аверкова //Строительство и техногенная безопасность. ― 2019. ― Т. 67, No 15. ― C. 111‒123.

18. Logachev, K. I. A survey of separated airflow patterns at inlet of circular exhaust hoods / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova, A. K. Logachev // Energy Build. ― 2018. ― Vol. 173. ― P. 58‒70. DOI: https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2018.05.036.

19. Logachev, K. I. On the resistance of a round exhaust hood, shaped by outlines of the vortex zones occurring at its inlet / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // Build. Environ. ― 2019. ― Vol. 151. ― P. 338‒347. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2019.01.039.

20. Logachev, K. I. A study of separated flows at inlets of flanged slotted hoods / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // J. Build. Eng. ― 2020. ― Vol. 29. ― Article No 101159. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.101159.

21. Ziganshin, A. M. Minimizing local drag by shaping a flanged slotted hood along the boundaries of vortex zones occurring at inlet / A. M. Ziganshin, K. I. Logachev // J. Build. Eng. ― 2020. ― Vol. 32. ― Article No 101666.DOI: https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101666.

22. Ziganshin, A. Reducing the drag of midpoint lateral orifices of exhaust air ducts by shaping them along vortex zone outlines / A. Ziganshin, K. Logachev, K. Batrova //Build. Environ. ― 2021. ― Vol. 188. ― Article No 107491. DOI: https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107491.

23. Logachev, K. I. Simulations of dust dynamics around a cone hood in updraft conditions / K. I. Logachev, A. M. Ziganshin, O. A. Averkova // J. Occup. Environ. Hyg. ―2018. ― Vol. 15. ― P. 715‒731. DOI: https://doi.org/10.1080/15459624.2018.1492137.

24. Logachev, K. Improving dust capture efficiency with local exhaust hoods in manicure shops / K. Logachev, A. Ziganshin, O. Kryukova [et al.] // Build. Environ. ― 2020. ― Vol. 181. ― Article 107124. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2020.107124.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Логачева А.К., Аверкова О.А., Зиганшин А.М., Логачев К.И., Попов Е.Н. Определение влияния набегающего потока на вихревые зоны при входе в отсосы-раструбы. Часть 1. Плоская задача. Новые огнеупоры. 2023;(4):62-69. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-62-69

For citation: Logacheva A.K., Averkova O.A., Ziganshin A.M., Logachev K.I., Popov E.N. Determination of the influence of the incoming flow on the vortex zones at the entrance to the suction sockets. Part 1. The flat problem. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2023;(4):62-69. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-4-62-69

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль