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对同向旋转盘之间窄间隙中的流动进行了全面研究。 (英语) Zbl 1476.76091号

小结:通过分析、实验和数值方法,对两个平行、同向旋转的圆盘之间的向内流动进行了彻底检查。分析方法利用了以下公式提供的渐近截断级数解巴蒂斯塔先生【应用数学建模35,编号10,5225–5233(2011;Zbl 1228.76039号)]并通过对转子入口处任意平均切向速度的修正对其进行扩展。分析结果的泰勒级数展开提供了速度分量数量级及其轮廓形状多项式阶数的估计。抛物线速度分布的一般假设仅适用于径向。同时,一个独特的试验台提供了转子间隙内速度分布的实验对应物,该间隙对于涡轮机应用来说非常窄。光流测量基于一种新的校准技术和体积粒子跟踪评估。检查层流和湍流操作条件。最后,使用商业CFD软件进行的数值研究提供了对试验台转子内部流场的深入了解,其中实验方法存在不足,并提供了一种额外的方法来研究在推导分析结果时所做近似的影响。通过分析、数值和实验方法获得的速度分布非常一致,可以观察到巴蒂斯塔的分析解的渐近性质[loc.cit.]。湍流情况的实验结果和数值结果的比较表明,剪切应力输运湍流模型适当地再现了转子间隙内的湍流。

MSC公司:

76U05型 旋转流体的一般理论
76M45型 渐近方法,奇异摄动在流体力学问题中的应用
76-05 流体力学相关问题的实验工作

软件:

ANSYS-CFX分析
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] Beans,E.W.,《摩擦盘涡轮机的性能特征》(1961年),宾夕法尼亚州立大学(博士论文)
[2] Beans,E.W.,《摩擦涡轮机性能特性研究》,J.Spacecr。火箭,9,1,131-134(1966)
[3] Sengupta,S。;Guha,A.,《特斯拉盘式涡轮机理论》,Proc。仪器机械。工程部分A,226,5,650-663(2012)
[4] Rice,W.,《多圆盘水轮机的分析和实验研究》,J.Eng.Power,87,1,29-36(1965)
[5] 罗曼宁,V.D。;Carey,V.P.,具有光滑或微结构壁面的旋转微通道中流动和动量传输的积分扰动模型,Phys。流体,2003年8月23日(2011年)
[6] 布雷特,M.C。;Pohlhausen,K.,《两平行旋转圆盘之间的层流》,报告编号:ARL 62-318(1962),航空研究实验室:俄亥俄州Wright-Patterson AFB航空研究实验室
[7] Batista,M.,《两个同向旋转圆盘之间不可压缩流体的稳定流动》,Appl。数学。型号。,35, 5225-5233 (2011) ·Zbl 1228.76039号
[8] 博伊德,K.E。;Rice,W.,旋转圆盘之间不可压缩流体的层流向内流动,全周进气,J.Appl。机械。,35, 2, 229-237 (1968)
[9] Felsch,K.O。;Piesche,M.,Ein Beitra zur Berechnung der Strömung in einer Tesla-Turbine bei temperaturabhängiger Zähigkeit des Fördermediums,Ing.Arch。,50, 121-129 (1981) ·兹比尔0454.76035
[10] C.Schosser,M.Pfitzner,《特斯拉涡轮机内三维不可压缩转子气流的数值研究》,摘自:《流体流动建模会议论文集》,2015年,匈牙利布达佩斯。
[11] C.E.Bassett,通过圆盘涡轮机的可压缩流的整体解决方案,见:第十届社会间能量转换工程会议,特拉华州纽瓦克,1975年。
[12] 加里森,P.W。;哈维,D.W。;Catton,I.,旋转圆盘之间的层流可压缩流,ASME J.流体工程,98,3,382-388(1976)
[13] Q.Deng,W.Qi,Z.Feng,特斯拉涡轮机理论分析方法的改进,摘自:2013年ASME涡轮博览会:涡轮机技术会议和展览会,V06CT40A012,2013。
[14] 拉帕特,P。;Jedrzejewski,L.,《特斯拉无叶微型涡轮机空气动力学研究》,J.Theoret。申请。机械。,49, 477-499 (2011)
[15] 古哈,A。;Sengupta,S.,通过同向旋转圆盘的流动和特斯拉圆盘涡轮机性能优化的无量纲研究,Proc。仪器机械。工程部分A,226,5,650-663(2012)
[16] 引理E。;迪姆·R·T。;Tonchich,D。;Collins,R.,《小型粘性流体涡轮机的特性》,《实验热流体科学》。,33, 1, 96-105 (2008)
[17] 亚当斯,R。;Rice,W.,旋转圆盘间流动的实验研究,J.Appl。机械。,37, 3, 844-849 (1970)
[18] Nendl,D.,Reibungsturbine,VDI-Berichte,193,287-293(1973)
[19] Mochizuki,S。;杨伟杰,平行圆盘间的自持径向振荡流,流体力学杂志。,154, 377-397 (1985)
[20] 周,M。;Garner,C.P。;Reeves,M.,封闭旋转圆盘诱导层流流场的数值模拟和粒子图像测速测量,国际。J.数字。液体方法,22,4,283-296(1996)·Zbl 0875.76433号
[21] Hirata,K。;Furue,M。;北苏加瓦拉。;Funaki,J.,《同向旋转圆盘之间三维涡结构的实验研究》,J.Phys。Conf.序列号。,14213-219(2005年)
[22] 蔡永生。;Chang,Y.M。;Chang,Y.J。;Chen,Y.M.,圆柱形外壳内一对同向旋转圆盘之间流量的相分辨PIV测量,J.Fluids Struct。,191-206年2月23日(2007年)
[23] C.Schosser、S.Lecheler、M.Pfitzner,特斯拉摩擦涡轮机性能和流场研究用试验台,摘自:2014年ASME涡轮博览会:涡轮机技术会议和展览会,德国杜塞尔多夫,455852014。
[24] Maas,H.G。;格伦,A。;Papantoniou,D.,《三维流动中的粒子跟踪测速》,实验流体,第15期,第133-146页(1993年)
[25] Fuchs,T。;Hain,R。;Kähler,C.J.,《小测量深度三维测速技术的不确定性量化》,实验流体,57,73(2016)
[26] Schosser,C.,《Tesla-radial涡轮机的实验和数值研究及优化》(2016),联邦国防大学:慕尼黑大学(论文)
[27] 卡勒,C.J。;Scharnowski,S。;Cierpka,C.,《论数字粒子图像测速的分辨率极限》,实验流体,52,661629-1639(2012)
[28] 卡勒,C.J。;Scharnowski,S。;Cierpka,C.,《关于墙壁附近数字PIV和PTV的不确定性》,《实验流体》,52,6,1641-1656(2012)
[29] Schosser,C。;Fuchs,T。;Hain,R。;Kähler,C.J.,《三维粒子成像的非侵入式校准》,《实验流体》,57:69(2016)
[30] Fuchs,T。;Hain,R。;Kähler,C.J.,《壁面测量体积的原位校准离焦PTV》,Meas。科学。技术。,27,第084005条pp.(2016)
[31] ANSYS公司,2018年。ANSYS CFX,19.0版。
[32] Chesnokov,V.M.,同轴旋转圆盘之间薄层中粘性流体的振动,Akad。Nauk SSSR测试。Mekhanika Zhidkosti Gaza,第20页,第166-169页(1984年)·Zbl 0547.76051号
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