Издательство СО РАН

Издательство СО РАН

Адрес Издательства СО РАН: Россия, 630090, а/я 187
Новосибирск, Морской пр., 2

soran2.gif

Baner_Nauka_Sibiri.jpg


Яндекс.Метрика

Поиск по журналу

Теплофизика и аэромеханика

2013 год, номер 6

1.
Вспоминая Эдуарда Петровича Волчкова

В.Е. Накоряков
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
nakve@itp.nsc.ru
Страницы: 673-677

Аннотация >>
С Эдуардом Петровичем Волчковым мы познакомились в начале шестидесятых годов, когда он по своему желанию приехал в Академгородок, убедившись во внутреннем стремлении стать ученым.


2.
Исследование течения в вихревой камере с центробежным кипящим слоем при отсутствии и наличии горения

Э.П. Волчков, Н.А. Дворников, В.В. Лукашов, Р.Х. Абдрахманов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
luka@itp.nsc.ru
Ключевые слова: вихревая камера, центробежный кипящий слой
Страницы: 679-684

Аннотация >>
Проведены экспериментальные исследования и численное моделирование течения в вихревой камере с центробежным псевдоожиженным кипящим слоем твёрдых частиц. Рассмотрены камеры различной конфигурации, что позволяло изменять соотношение центробежных сил и сил тяжести. Предложена простая модель для оценки гидравлических потерь в вихревой камере.


3.
Снижение уровня звукового удара при полёте сверхзвуковых самолётов методом охлаждения обтекаемой поверхности

В.М. Фомин, В.Ф. Чиркашенко, В.Ф. Волков, А.М. Харитонов
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
khar@itam.nsc.ru
Ключевые слова: звуковой удар, головная ударная волна, висячий скачок, модифицированное степенное тело, хладоагент
Страницы: 685-694

Аннотация >>
На основании анализа проблемы создания сверхзвукового пассажирского самолета второго поколения показана необходимость разработки нетрадиционных активных методов снижения уровня звукового удара. На примере сверхзвукового обтекания тела вращения показано заметное влияние охлаждения поверхности на формирование структуры возмущенного течения вплоть до больших удалений от тела. Предложен метод снижения интенсивности промежуточной ударной волны и импульса избыточного давления вблизи тела, который позволяет увеличить протяженность области пониженного (до 50 %) уровня звукового удара и уменьшить интенсивность головной ударной волны в дальней зоне на 12 %. Показана возможность управления процессом формирования волновых структур типа висячих скачков давления, зарождающихся вблизи обтекаемой поверхности. Дается объяснение механизма криогенного воздействия.


4.
Исследование прецессии вихревого ядра в камерах сгорания

С.В. Алексеенко1,2, Д.М. Маркович1,2, В.М. Дулин1,2, Л.М. Чикишев1,2
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск
dmark@itp.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН
Ключевые слова: PIV, прецессия вихревого ядра, закрученные пламёна
Страницы: 695-704

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования закрученного потока при горении обедненной пропановоздушной смеси в модельной камере сгорания при атмосферном давлении. Для исследования нестационарного турбулентного течения использован панорамный метод измерения скорости потока (Particle Image Velocimetry). В результате анализа полученных данных сделан вывод, что при сильной закрутке потока, как и в случае течения без горения, его динамика определяется глобальной спиральной модой неустойчивости, соответствующей прецессирующему вращению двойной спирали по направлению закрутки потока. В случае стабилизации слабой закруткой пламя обладает схожими характеристиками устойчивости и компактности, но амплитуда спиральных когерентных структур существенно осциллирует во времени одновременно с изменением интенсивности возвратного течения в окрестности оси струи. Таким образом, случай слабой закрутки, для которого отсутствует выраженная центральная зона рециркуляции, оставляет возможность более эффективного использования активных методов управления потоком и процессом горения. В частности, данный результат может быть полезен для устранения термоакустического резонанса в камерах сгорания.


5.
Теплообмен в пограничном слое на проницаемой пластине при вдуве и горении

В.В. Лукашов1,2, В.В. Терехов1, К. Ханъялич3,4
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
luka@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный университет
3Новосибирский государственный университет, Новосибирск
4Делфтский технический университет, Нидерланды
Ключевые слова: пограничный слой, вдув, горение, максимум теплового потока
Страницы: 705-712

Аннотация >>
Рассмотрены особенности тепломассообмена в ламинарном пограничном слое с горением при вдуве через проницаемую поверхность топливной смеси H2/N2. Показано, что при некотором значении параметра вдува среднее по длине значение теплового потока в стенку имеет максимум. Предложена аналитическая оценка для определения максимального теплового потока при горении в зависимости от интенсивности вдува. Полученные соотношения согласуются с результатами экспериментальных исследований и численного моделирования.


6.
Влияние препятствия на структуру течения и массообмен в пограничном слое с горением этанола на горизонтальной поверхности

Б.Ф. Бояршинов
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
boyar@itp.nsc.ru
Ключевые слова: тепло- и массообмен, пограничный слой, горение, крупномасштабные структуры, срыв пламени, объемные силы, переходный режим
Страницы: 713-722

Аннотация >>
В экспериментах с горением этанола на горизонтальных поверхностях показаны наиболее общие свойства пограничного слоя с химическими и фазовыми превращениями. В их числе возникновение крупномасштабных структур и проявление объемных сил, влияющих на устойчивость течения и на тепломассоперенос. Показано, что диапазон скоростей, при которых существует горение в пограничном слое за ребром, шире, чем за уступом. Характер массообмена в потоке с горением за преградой становится переходным и остается таковым вплоть до срыва пламени. Над горизонтальной стенкой при числах Рейнольдса Re < 5×104 интенсивность переноса вещества практически вдвое выше, чем в случае горения под стенкой. При переходе к горению под стенкой градиенты температуры на поверхности возрастают.


7.
Экспериментальное изучение влияния вихревой пелены от малого препятствия на отрывное течение в каверне

А.Ю. Дьяченко, В.И. Терехов, Н.И. Ярыгина
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
yarygina@itp.nsc.ru
Ключевые слова: поперечная каверна, отрывной турбулентный поток, термографическая визуализация, теплоотдача, коэффициенты давления, неустойчивость
Страницы: 723-730

Аннотация >>
В статье представлены результаты экспериментального исследования влияния на отрывное турбулентное течение и теплообмен в плоской поперечной полости расположенного перед отрывом вихреобразующего элемента в виде малого поперечного ребра с высотой на порядок меньшей, чем глубина каверны. В опытах изменялся угол наклона передней и задней стенок каверны. Варьировалась высота малого ребра и его расстояние до каверны. Показано, что внесение дополнительных вихревых возмущений в рециркуляционную зону приводит к заметным изменениям вихреобразования, распределений коэффициентов давления и теплоотдачи. Оптимальные значения высоты минитурбулизатора и его местоположения определяются попаданием точки присоединения от миниребра на заднюю стенку каверны. При этом максимальное значение коэффициента теплоотдачи возрастает по сравнению со случаем отсутствия вихревого генератора до 30 %.


8.
Пленочное охлаждение плоской поверхности однорядной системой наклонных отверстий в траншее: влияние внешней турбулентности и ускорения потока

А.А. Халатов1,2, И.И. Борисов1, Ю.Я. Дашевский3, А.С. Коваленко1, С.В. Шевцов1
1Институт технической теплофизики НАН Украины, Киев, Украина
artem.khalatov@vortex.org.ua
2НТУУ «Киевский политехнический институт»
3ГП НПКГ «Зоря»-Машпроект», Николаев, Украина
Ключевые слова: пленочное охлаждение, отверстия в траншее, эффективность, ускорение потока, внешняя турбулентность
Страницы: 731-737

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования пленочного охлаждения плоской поверхности однорядной системой наклонных отверстий, расположенных в «мелкой» траншее. Показано, что эффективность охлаждения рассматриваемой системы значительно превышает эффективность традиционной системы наклонных цилиндрических отверстий. При этом обеспечивается более равномерное покрытие поверхности пленкой охладителя. Внешняя турбулентность повышает эффективность охлаждения на 5…8 %, ускорение потока приводит к ее снижению на 10…15 %.


9.
Способы повышения эффективности пленочного охлаждения с помощью вихревых пристенных струй

В.И. Терехов, Н.Е. Шишкин
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
terekhov@itp.nsc.ru
Ключевые слова: закрученная газовая завеса, тепловая эффективность, способы организации пристенных завес
Страницы: 739-747

Аннотация >>
Представлены результаты экспериментального исследования влияния способов организации пристенных газовых завес на тепловую эффективность. Рассматриваются закрученные завесы при вдуве как по нормали к оси, так и при соосной подаче охлаждающего газа. Рассматривается влияние степени закрутки, соотношение плотностей обоих потоков, а также режимов течения на эффективность пристенных завес.


10.
Аэродинамические производные модели головного блока системы аварийного спасения при гиперзвуковых скоростях

Н.П. Адамов1, Л.Н. Пузырёв1, А.М. Харитонов1, Е.А. Часовников1, А.А. Дядькин2, А.Н. Крылов2
1Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
khar@itam.nsc.ru
2ОАО «Энергия», Королёв, Московская область
Ключевые слова: модель головного блока, свободные колебания, частота колебаний, декремент затухания, аэродинамические производные
Страницы: 749-758

Аннотация >>
Дано краткое описание модели, экспериментального оборудования и программы испытаний. Изложена методика определения аэродинамических характеристик модели на установке свободных колебаний. Получены аэродинамические производные момента тангажа модели при двух положениях оси вращения и числах Маха M = 2, 4, 6. Выявлено, что при числе M = 2 модель с задним положением оси вращения не балансируется на малых углах атаки, а у модели с передним положением оси вращения возникают нерегулярные автоколебания.


11.
Межфазное трение и массообмен при истечении газа в вакуум из сопла с пристенной пленкой жидкости

В.Н. Ярыгин, В.Г. Приходько, И.В. Ярыгин, А.Д. Назаров
Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
yarygin@itp.nsc.ru
Ключевые слова: пристенная пленка, спутный поток, капли, массообмен, межфазное трение
Страницы: 759-768

Аннотация >>
Выполнен цикл экспериментальных исследований взаимодействия спутного газового потока с пристенной пленкой жидкости при высоких, включая сверхзвуковые, скоростях газового потока. С помощью зондов емкостного типа измерены локальные параметры пристенной пленки. Показано, что спутный газовый поток оказывает сильное воздействие на пристенную пленку, приводя к интенсивному волнообразованию, срыву капель с поверхности пленки и их уносу газовым потоком. Установлено, что относительное количество жидкости, уносимой спутным потоком, обобщается по числу Вебера газового потока.


12.
Особенности диффузии в гелях

Б.Г. Покусаев, С.П. Карлов, А.В. Вязьмин, Д.А. Некрасов
Московский государственный машиностроительный университет, Москва
pokusaev2005@yandex.ru
Ключевые слова: гели, оптические методы, диффузия, наночастицы, старение, анизотропия
Страницы: 769-776

Аннотация >>
Для изучения особенностей диффузии в гелях использован оптический метод, позволяющий в режиме реального времени визуализировать распространение вносимых в них примесей. Показано, что разложение в спектр отраженного излучения оптического диапазона позволяет получить дополнительную информацию не только о характере диффузионного распространения примеси, но и о состоянии самого геля. Были исследованы гели различной плотности и разного времени жизни, на основании чего установлено сильное влияние этих параметров на скорость процесса диффузии. Выявлено принципиальное различие скоростей диффузии в гелях истинных растворов и растворов, содержащих наночастицы. Экспериментально обнаружено явление анизотропии при объемной диффузии примесей в гелях, предложено физическое объяснение этого явления.


13.
Эффективность энергоразделения при течении сжимаемого газа в плоском канале

М.С. Макаров1,2, С.Н. Макарова1
1Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
msmakarov@itp.nsc.ru
2Новосибирский государственный технический университет
Ключевые слова: газодинамическое энергоразделение, гелий-ксеноновые смеси, узкий канал
Страницы: 777-787

Аннотация >>
Численно исследуется метод энергоразделения в высокоскоростном потоке, предложенный А.И. Леонтьевым. Анализируется адиабатное течение сжимаемого газа с малым числом Прандтля (гелий-ксеноновой смеси) в плоском узком канале и течение с теплообменом в канале, разделённом теплопроводной стенкой. Проводятся оценки коэффициента восстановления температуры на адиабатной стенке, степени охлаждения низкоскоростной части потока, температурной эффективности и адиабатного КПД в канале с теплообменом. Впервые получены данные, позволяющие сравнить эффективность энергоразделения в высокоскоростном потоке с эффективностью аналогичных процессов в вихревых трубках и других устройствах газодинамического энергоразделения.


14.
Моделирование поведения полых частиц ZrO2 в плазменной струе с учетом их термического расширения

И.П. Гуляев, О.П. Солоненко
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Gulyaev@itam.nsc.ru
Ключевые слова: термическая плазма, плазменная обработка порошков, диоксид циркония, полая микросфера, термическое расширение
Страницы: 789-802

Аннотация >>
На примере ZrO2 рассмотрен эффект расширения полых микросферических капель вследствие их нагрева при движении в плазменной струе. Предложена достаточно простая модель, учитывающая изменение размера капель и толщины оболочки вследствие термического расширения газовой полости, а также их возможного испарения. Проведенные расчеты позволили оценить масштаб изменения диаметра (10-20 %) и толщины оболочки (до 50 %) частиц ZrO2 в условиях, характерных для плазменной обработки порошковых материалов и нанесения покрытий. Исследовано влияние данного эффекта на динамику нагрева и ускорения частиц, а также выполнен сравнительный анализ поведения полых и плотных частиц в плазменной струе.