ISSN:
1432-1181
Source:
Springer Online Journal Archives 1860-2000
Topics:
Mechanical Engineering, Materials Science, Production Engineering, Mining and Metallurgy, Traffic Engineering, Precision Mechanics
,
Physics
Description / Table of Contents:
Zusammenfassung Strömung und ' Wärmeübertragung in einem geschlossenen zylindrischen Hohlraum, der um seine Achse rotiert, werden in dieser Arbeit untersucht. Das Kühlmittel tritt ein und aus durch zentrale Öffnungen in den Abschlußwänden. Mit dieser Anordnung kann man rotierende Hohlräume in Gasturbinen und Luftverdichtern nachahmen. Die Navier-Stokes- und Energiegleichungen werden durch eine Differenzenmethode gelöst, die sich an stationäre und nichtstationäre Bedingungen anpassen läßt. In einigen Fällen wurden auch Auftriebskräfte berücksichtigt, die mit den Fliehkräften verknüpft sind. Alle Lösungen gelten für laminare Strömung. Im untersuchten Bereich unterdrückt die Rotation die Zirkulationsströmung und verringert den Wärmeübergang im Vergleich zum ruhenden System. Auch der Auftrieb reduziert den Wärmeübergang durch den Zerfall der Zirkulationsströmung in den äußeren Teilen des Behälters. Erst ein starker Auftrieb erhöht leicht den Wärmeübergang. Der Kühlstrom war in einem Kanal nahe der Zylinderachse eingeschnürt mit nur geringer Vermischung mit dem übrigen Behälterinhalt.
Notes:
Abstract An analysis is made of the fluid flow and heat transfer processes in a circular cylindrical enclosure rotating about its own axis. A coolant is passed through the enclosure, entering and leaving through centrally located apertures in the end walls. This configuration is intended as a model of rotating enclosures in devices such as gas turbines and air compressors. The Navier-Stokes and energy equations were solved by a finite-difference formulation which can accommodate either steady or transient conditions. Buoyancy forces associated with the rotational body forces were included in some cases. All solutions were performed for laminar flow. For the parameter ranges investigated it was found that rotation inhibited the recirculating motion within the enclosure and thereby decreased the heat transfer relative to that for the stationary enclosure. Buoyancy further reduced the heat transfer owing to the break up of residual circulatory motions in the outer portion of the enclosure. Still stronger buoyancy brought about a slight increase in the heat transfer. The coolant flow was confined to a corridor adjacent to the axis of the enclosure, and there was no mixing between the coolant and the fluid in the enclosure proper.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1007/BF01002477
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