Юлия Васильевна Елистратова — кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
308012, г. Белгород, ул. Костюкова д. 46
РИНЦ AuthorID: 853532, Scopus: 57201772844
Yulia V. Elistratova — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation
46 Kostyukova st., Belgorod, 308012
RSCI AuthorID: 853532, Scopus: 57201772844
Илья Валерьевич Крюков — кандидат технических наук, доцент кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
308012, г. Белгород, ул. Костюкова д. 46
РИНЦ AuthorID: 875197, Scopus: 56189577300, Google Scholar: D5HEa4kAAAAJ
Ilia V. Kryukov — Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation
46 Kostyukova st., Belgorod, 308012
RSCI AuthorID: 875197, Scopus: 56189577300, Google Scholar: D5HEa4kAAAAJ
Дмитрий Сергеевич Гайдаш — аспирант кафедры теплогазоснабжения и вентиляции
308012, г. Белгород, ул. Костюкова д. 46
РИНЦ AuthorID: 1277019
Dmitrii S. Gaidash — postgraduate student of the Department of Heat and Gas Supply and Ventilation
46 Kostyukova st., Belgorod, 308012
RSCI AuthorID: 1277019
Варвара Юрьевна Коверина — студент
308012, г. Белгород, ул. Костюкова д. 46
Varvara Yu. Koverina — student
46 Kostyukova st., Belgorod, 308012
Светлана Сергеевна Юрьева — студент
308012, г. Белгород, ул. Костюкова д. 46
Svetlana S. Iureva — student
46 Kostyukova st., Belgorod, 308012
Введение. В современном строительстве все большее предпочтение отдается системам вентиляции с механическим побуждением. С учетом высоких потерь давления в фасонных элементах системы вентиляции необходимо совершенствование геометрии их конструкции. Особенно это касается тройников приточной системы вентиляции, в которых происходит разделение потока, приводящее к большим потерям энергии при деформации потока. Цель исследования — численное моделирование течения воздуха в симметричном приточном тройнике квадратного сечения для установления коэффициента местного сопротивления, определение очертаний вихревых зон в месте разделения потока воздуха и коэффициента местного сопротивления оптимизированного приточного тройника, построенного с учетом очертания вихревой зоны в области деформации потока.
Материалы и методы. Определение коэффициента местного сопротивления стандартного симметричного приточного тройника, очертания вихревых зон в месте разделения потока, коэффициента местного сопротивления оптимизированного тройника проводилось с использованием методов вычислительной гидродинамики в программном комплексе COMSOL Multiphysics 5.6. Для численного решения уравнений неразрывности и Навье – Стокса, осредненных по Рейнольдсу, применялась «стандартная» k–ε модель турбулентности с пристеночными функциями.
Результаты. Установлено значение коэффициентов местного сопротивления стандартного тройника, которое хорошо согласуется с известными данными. По очертаниям вихревой зоны в области деформации потока выполнялись оптимизация геометрии конструкции тройника путем скругления стенки и последующее численное исследование.
Выводы. Выявлено, что изменение конструкции стандартного приточного тройника посредством скругления стенки в области деформации потока позволяет снизить гидравлическое сопротивление на 11,9 %. Результаты исследования представляют научный и практический интерес при разработке оптимизированной конструкции тройника.
Introduction. In modern construction, mechanical ventilation systems are becoming increasingly popular. Given the high-pressure losses in the shaped elements of ventilation systems, it is necessary to improve their design geometry. This is especially true for supply ventilation system tees, where flow separation occurs, leading to significant energy losses due to flow deformation. The aim of the study is to numerically simulate air flow in a symmetrical square-section supply tee to determine the local resistance coefficient, to determine the contours of vortex zones at the point of air flow separation and the local resistance coefficient of an optimized supply tee constructed taking into account the contour of the vortex zone in the flowdeformation area.
Materials and methods. The pressure loss coefficient of a standard symmetric supply-air tee, the area of vortex zone formed in the flow separation region, and the pressure loss of an optimized tee were investigated using computational fluid dynamics (CFD) in COMSOL Multiphysics 5.6. The Reynolds-averaged continuity and Navier – Stokes equations were solved with the standard k–ε turbulence model incorporating wall functions.
Results. The value of the pressure loss coefficient of a standard tee showed close agreement with previously published data. The tee construction was optimized with consideration of the vortex zone in the deformation region by rounding the wall, with subsequent numerical investigation.
Conclusions. The study demonstrated that rounding the wall in the flow deformation zone of a standard supply-air duct tee reduces hydraulic resistance by 11.9 %. The results contribute to both scientific understanding and practical applications in the development of optimized tee.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.