Экспериментальное исследование коэффициента восстановления температуры и интенсификации теплоотдачи при течении на плоской стенке за ребром сверхзвукового потока сжимаемого газастатья
Статья опубликована в журнале из перечня ВАК
Дата последнего поиска статьи во внешних источниках: 11 апреля 2017 г.
Аннотация:В работе представлено описание методики одновременного определения в эксперименте коэффициентов восстановления температуры и теплоотдачи при течении сверхзвукового потока сжимаемого газа. Актуальность работы определяется важностью повышения точности переноса данных, полученных на аэродинамических трубах и при численном моделировании, на реальные условия полета. Одной из проблем на сегодняш-ний день является учет изменения коэффициента восстановления температуры при иссле-довании вопросов интенсификации теплоотдачи. При рассмотрении сложных течений, сопровождающихся скачками уплотнения и отрывом пограничного слоя от стенки, определение коэффициента теплоотдачи сопряжено со значительными погрешностями из-за отсутствия подходящей методики определения коэффициента восстановления. Практическая актуальность работы также определяется исследованием способов повышения эффективности работы устройства безмашинного энергоразделения потоков (трубы Леонтьева). Описанная методика применяется для исследования течения сверхзвукового потока на плоской стенке за ребром, расположенным перпендикулярно направлению потока. Исследование проводилось для числа Маха набегающего потока 2.25 и турбулентного режима течения – критерий Рейнольдса по длине динамического пограничного слоя составлял не менее 2•107 на срезе сопла. Высота ребра варьировалась от 2 до 8 мм при толщине динамического пограничного слоя на срезе сопла около 6 мм. Исследования проводились с помощью термопар, датчиков полного и статического давления, современного оборудования автоматизации эксперимента National Instruments. Представлены графики изменения в процессе запуска аэродинамической трубы измеренных параметров – давления и температуры торможения, статического давления и температуры стенки, а также расчетных параметров – адиабатной температуры стенки, теплового потока и безразмерного коэффициента теплоотдачи. В работе показано, что ко-эффициент восстановления температуры при течении на плоской стенке за ребром уменьшается на величину от 3,6% при высоте ребра 2 мм до 7,7% при высоте ребра 8 мм в сравнении с безотрывным обтеканием гладкой стенки. Коэффициент теплоотдачи при этом возрастает на величину до 33% для оребренной стенки. На основе полученных результатов сделан вывод о положительном влиянии установки ребер в сверхзвуковом канале на эффективность процесса газодинамической температурной стратификации в трубе Леонтьева. Исследования выполнены на экспериментальной базе НИИ механики МГУ. Работа выполняется за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-19-00699).