Численное исследование явления сепарации полной температуры в потоках сжимаемой жидкости

Abstract

Приведены результаты численного исследования и анализа разделения полной температуры, возникающего в энергетически изолированных потоках сжимаемой жидкости. Численными исследованиями показано, что данное явление присуще также и потокам невязкой идеальной жидкости при наличие вращательного движения ее частиц. По результатам анализа уравнений законов сохранения идеального газа в цилиндрической системе координат, а также результатам численного моделирования, сделаны выводы о причинах перераспределения полной температуры.

This paper gives the data of the numerical investigation of full temperature separation that occurs in the energetically separated flows of the compressed liquid. The most vivid example of the separation development can be the process of the separation of air into cool and hot flows in the Ranke-Hilsch vortex tube. To carry out CFD investigations we used the program created and verified by the state-owned company "Ivchenko-Progress". As a basis for the numerical model we used the solution of Reynolds-averaged Navier-Stokes equations (RANS) written for the cylindrical coordinate system. The computations done showed that the distribution of the full temperature in nonviscous and viscous gas flows occurs actually at identical temperature difference; therefore the further investigation was carried out for the nonviscous flow of the ideal gas. Based on the data of the numerical simulation and the analysis of the equations of the laws of the conservation of the ideal gas we made certain inferences on the reasons for the redistribution of full temperature.