ВЕРИФІКАЦІЯ РОЗРАХУНКУ ТЕЧІЇ ЕЛЕКТРОПРОВІДНОЇ РІДИНИ В КРУГЛИХ ТРУБАХ

Автор(и)

  • Наталія Борисівна Чернецька-Білецька Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0002-7782-4003
  • Андрій Сергійович Роговий Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", Україна https://orcid.org/0000-0002-6057-4845
  • Марія Володимирівна Мірошникова Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна https://orcid.org/0000-0002-8370-6724
  • Антон Романович Штиков Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля, Україна

DOI:

https://doi.org/10.18664/1994-7852.196.2021.242076

Ключові слова:

електропровідна рідина, верифікація, чисельний розрахунок, математичне моделювання, магнітна гідродинаміка

Анотація

На основі порівняння результатів чисельного розрахунку з
експериментальними даними проведено верифікацію розрахунку течії електропровідної
рідини в круглих трубах та визначено оптимальну за похибкою розрахунку модель
турбулентності й параметрів її використання. Дослідження проводилося на основі
порівняння експериментальних досліджень за PIV-методом велосиметрії. Рідина вважалася
в’язкою, нестисливою та електропровідною. Керуючі нелінійні рівняння імпульсу
розв’язуються чисельно, використовуючи метод контрольних об’ємів. Аналіз суми квадратів відхилень розрахункових точок від експериментальних показав, що для течії без впливу магнітного поля найкращою є модель турбулентності BSL Reynolds Stress, при наявності магнітного поля – k-ɛ модель. Кількість елементів сітки практично не впливає на точність
розрахунку перепаду тиску.

Біографії авторів

Наталія Борисівна Чернецька-Білецька, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри «Логістичне управління та
безпека руху на транспорті»

Андрій Сергійович Роговий, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут"

д-р техн. наук, професор, завідувач кафедри гідравлічних машин

Марія Володимирівна Мірошникова, Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

старший викладач кафедри «Логістичне управління та безпека руху на
транспорті»

Антон Романович Штиков , Східноукраїнський національний університет імені Володимира Даля

магістрант

Посилання

Frank M. Visual analysis of two-dimensional magnetoh.-drodynamics. Phys. Fluids. 2001.

Vol. 13. 2287-2295.

Gedik E., Kurt H., Recebli Z. CFD simulation of magnetohydrodynamic flow of a liquidmetal

galinstan fluid in circular pipes. Fluid Dynamics and Materials Processing. 2013. 9(1). P. 23-33.

Sabu A. S., Mathew A., Neethu T. S., George K. A. Statistical analysis of MHD convective

ferro-nanofluid flow through an inclined channel with hall current, heat source and soret effect.

Thermal Science and Engineering Progress. 2021. 22. 100816.

Nijhawan P., Singla M. K., Gupta J. A Proposed Hybrid Model for Electric Power

Generation: A Case Study of Rajasthan, India. IETE Journal of Research. 2021. P. 1-11.

Attia H. A., Ahmed M. E. Circular pipe MHD flow of a dusty Bingham fluid. Journal of

Applied Science and Engineering. 2005. 8(4). P. 257-265.

Сёмин Д. А., Роговой А. С. Влияние типа и размера расчетных сеток на точность

расчета течений в вихрекамерных нагнетателях. Вісник Національного технічного

університету «ХПІ». Сер. Гідравлічні машини та гідроагрегати. 2016. № 41 (1213). С. 70-77.

Верификация расчетов течений в вихрекамерных устройствах / Д. А. Сёмин,

А. С. Роговой, А. Н. Левашов, Я. Н. Левашов. Вісник НТУ «КПІ». Сер. Машинобудування.

№ 2 (77). С. 71-78.

Hartmann J., Lazarus F. Hg-dynamics II. Theory of laminar flow of electrically conductive

Liquids in a Homogeneous Magnetic Field. 1937. 15(7). 47 p.

Davidson P. A. Magnetohydrodynamics in materials processing. Annual Review of Fluid

Mechanics. 1999. 31(1). P. 273-300.

Takeuchi J., Satake S.I., Morley N.B., Kunugi T., Yokomine T., Abdou M.A. Experimental

study of MHD effects on turbulent flow of Flibe simulant fluid in circular pipe. Fusion Engineering

and Design. 2008. 83 (7-9). P. 1082-1086.

Zhang X., Pan C., Xu Z. Experimental investigations on liquid metal MHD turbulent flows

through a circular pipe with a conductive wall. Fusion Engineering and Design. 2017. 125. P. 647-652.

Rogovyi A. S. Verification of fluid flow calculation in vortex chamber superchargers.

Автомобильный транспорт: сб. науч. тр. Харьков, 2016. Вып. 39. С. 39-46.

Tavangar S., Hashemabadi S. H., Saberimoghadam A. CFD simulation for secondary

breakup of coalewater slurry drops using OpenFOAM. Fuel Process Technol. 2015. 132. P. 153-163.

Chernetskaya-Beletskaya N., Rogovyi A., Baranov I., Krut A., Miroshnikova M., Bragin N.

Increasing the efficiency of highly concentrated coal-water fuel based on the simulation of non-

Newtonian fluid flow. In MATEC Web of Conferences. 2019. Vol. 294. 01009.

Rogovyi A., Korohodskyi V., Medvediev Ye. Influence of Bingham fluid viscosity on

energy performances of a vortex chamber pump. Energy. 2021. Vol. 218. 119432.

American Institute of Aeronautics and Astronautics. AIAA guide for the verification and

validation of computational fluid dynamics simulations. American Institute of aeronautics and

astronautics; 1998. 15 p.

Сьомін Д. О., Роговий А. С. Вихорокамерні нагнітачі: монографія. Харків. ФОП

Мезіна В. В. 2017. 204 с.

Widlund O. Implementation of MHD model equations in CFX 4.3. 2000. P. 133–179.

Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа: учеб. для вузов. Изд. 7-е, испр. Москва:

Дрофа, 2003. 840 с.

Роговий А. С. Розробка теорії та методів розрахунку вихорокамерних нагнітачів:

дис... д-ра техн. наук : спец. 05.05.17 / Харківський нац. автомобільно-дорожній ун-т. Харків,

364 с.

Математична модель просторової тривимірної течії водовугільного палива

/ Н. Б. Чернецька-Білецька, А. С. Роговий, І. О. Баранов, М. В. Мірошникова. Вісник СНУ

ім. В. Даля. Сєвєродонецьк: Вид-во Східноукр. нац. ун-ту ім. В.Даля. 2018. № 1 (242). С. 159-164.

Гарбарук А. В., Стрелец М. Х., Шур М. Л. Моделирование турбулентности в расчетах

сложных течений: учеб. пособ. Санкт-Петербург: Изд-во Политех-го ун-та, 2012. 88 с.

Вихрові виконавчі пристрої: у 2-х ч.: монографія / Д. О.Сьомін, В. О. Павлюченко,

Я. І. Мальцев, С. В. Войцеховський, А. С. Роговий, Л. В. Дмитрієнко, М. О. Мальцева.

Луганськ: Вид-во СНУ ім. В. Даля, 2009. Ч. 1. Однорідні робочі середовища. 256 с.

Ansys C. F. X. Solver Theory Guide. Release 2019 R3. Canonsburg: ANSYS. 2019. 814 p.

Launder B. E., Spalding D. B. The numerical computation of turbulent flows. Computer

Methods in Appl. Mech. and Eng. 1974. 3. P. 269–289.

Zhang H., Li J., Wang Z., Xu Y., Lai Y. The numerical modeling of melt flow and mhd

instabilities in an aluminum reduction cell. JOM, 2010. 62(11). P. 26-31.

Matyushenko A. A., Stabnikov A. S., Garbaruk A. V. Criteria of computational grid

generation for turbulence models taking into account laminar-turbulent transition. In Journal of

Physics: Conference Series. 2019. Vol. 1400, No. 7. 077047.

Han X., Sagaut P., Lucor D. On sensitivity of RANS simulations to uncertain turbulent

inflow conditions. Comput. Fluids. 2012. Vol. 61. P. 2–5.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-10-12