Численное моделирование процессов теплообмена и гидродинамики при увеличении расхода жидкости во времени

Проведены расчеты теплообмена и гидродинамики для гидродинамически стабилизированного турбулентного течения в круглой трубе жидкости с постоянными свойствами при монотонном увеличении расхода во времени с постоянным ускорением. Турбулентный перенос определился на основании разработанной модели для турбулентных напряжений и тепловых потоков, учитывающей влияние нестационарности. Расчеты проведены для начальных чисел Рейнольдса $10^4-10^5$, чисел Прандтля $0.7$–$7$, безразмерных ускорений $3\times10^7-3\times10^9$. Получено, что отношения числа Нуссельта и коэффициента сопротивления трения к их квазистационарным значениям имеют минимум при определенном характерном безразмерном времени. Показано, что учет влияния нестационарности на турбулентный перенос приводит к существенному уменьшению указанных минимумов по сравнению с результатами расчета по квазистационарной модели турбулентности. Результаты расчета теплоотдачи и характерные времена обобщены интерполяционными зависимостями.