Способ калибровки цифровой модели ламинарно-турбулентного перехода свободноконвективных потоков стальных панельных радиаторов

Аннотация

Тихомиров С.А.

Дата поступления статьи: 13.07.2025

Моделирование свободной конвекции от стальных панельных радиаторов представляет серьезную научно-техническую задачу. При нагреве вертикальной поверхности радиатора формируется граничный слой теплого воздуха, поднимающийся вдоль стенки. В нижней части потока движение обычно ламинарное, однако по мере развития пограничного слоя он может становиться неустойчивым и переходить в турбулентный режим. На условия перехода помимо температурного напора влияет геометрия отопительного прибора. Высота, количество панелей, наличие вертикальных оребряющих элементов отражается на формировании конвективных потоков, а правильная геометрия способствует раннему ламинарно-турбулентному переходу и более интенсивной конвекции. Обычно теплоотдачу определяют при помощи критериальных уравнений и для вертикальных поверхностей критическим условием перехода служит число Грасгофа порядка 109, что соответствует температурному напору около 70 °С на высоте порядка 0,5–1 м. В реальных условиях эксплуатации панельного радиатора поток воздуха в нижней зоне радиатора остается ламинарным, а выше по высоте переходит в турбулентный режим, но определить точные параметры перехода используя критериальные зависимости не представляется возможным. Предложенная в исследовании CFD-симуляция процесса перехода подвергалась калибровке способом, основанным на данных лабораторных испытаний, проведенных по методике ГОСТ Р 53583-2009 для повышения достоверности полученных расчетных данных.

Ключевые слова: отопительные приборы, свободная конвекция, свободное движение потока воздуха, эффективность теплоотдачи, ламинарно-турбулентный переход

1.2.2 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ

2.1.1 - Строительные конструкции, здания и сооружения

.