Численное и экспериментальное моделирование устойчивости течения термовязкой жидкости в кольцевом канале

Аннотация

В настоящей работе представлены результаты исследования устойчивости течения жидкости с учетом зависимости вязкости от температуры. В качестве рабочей жидкости был использован 45-процентный водный раствор пропиленгликоля. Математическая модель была построена в соответствии с основными принципами слабо нелинейной теории гидродинамической устойчивости. Эксперименты были проведены на установке, основу которой составили две горизонтально расположенные коаксиальные трубы, выполненные из прозрачного материала. Во внутренней трубе находился нагревательный элемент для создания температурного градиента в сечении кольцевого канала. Переход от ламинарного течения к турбулентному определялся визуально с применением подкрашенной жидкости.В ходе расчетов было установлено, что градиент температур в сечении канала приводит к снижению критического числа Рейнольдса, а минимальное значение критического числа Рейнольдса убывает с ростом параметра термовязкости жидкости. Результаты расчетов были убедительно подтверждены данными экспериментальных исследований