Главная – Журналы – Поиск по журналам

Показана ошибочность развиваемых и пропагандируемых С.М. Фроловым и В.И. Звегинцевым с коллегами «новых методологий» обработки и использования результатов расчетов воздушно-реактивных двигателей (ВРД) с горением во вращающихся детонационных волнах, а в последнее время в гораздо большей степени - результатов измерений сил, испытываемых моделями прямоточных (безроторных) ВРД при их «горячих» и «холодных» продувках на сверхзвуковых стендах.

Традиционный подход к измерению тяги воздушно-реактивных двигателей (ВРД) был предложен Б.С. Стечкиным в 1929 г. и состоит в определении тяги как разности импульсов газового потока на входе и выходе двигателя. Такой подход содержит как методические, так и терминологические проблемы. На основе критического анализа существующих представлений в статье предлагается новый подход к определению тяги ВРД в виде величины уменьшения исходного сопротивления летательного аппарата (ЛА) + ВРД при работе силовой установки с подачей топлива и выделением энергии. Для полученной таким образом тяги предлагается использовать термин «реальная тяга». Показано, что предлагаемый подход снимает терминологические проблемы и упрощает технику измерения тяговых характеристик ВРД. В работе рассматриваются различные варианты применения предлагаемого подхода к определению «реальной тяги» для разных случаев использования и моделирования ВРД, в том числе и при расчете траекторий полета ЛА с ВРД.

Представлены результаты экспериментального исследования тепловой эффективности в пристенной газовой завесе, вдуваемой через наклонные цилиндрические отверстия вдоль гладкой поверхности, и при организации вдува вторичного потока через цилиндрические отверстия в поперечную траншею. Выполнены измерения полей тепловой эффективности пристенной завесы с использованием инфракрасной камеры. В случае вдува в траншею характерным для экспериментальных данных является незначительное влияние параметра вдува на тепловую эффективность пристенной завесы для всех исследованных в работе траншей. Установлено, что увеличение глубины траншеи приводит к увеличению тепловой эффективности пристенной газовой завесы. Максимальное увеличение тепловой эффективности достигается для траншеи относительной глубины h/d = 0,94. Выполнены сопоставления данных собственных измерений с экспериментальными и численными результатами работ других авторов для случаев вдува через отверстия в поперечную траншею.

Представлены результаты экспериментальных и численных исследований свойств турбулентного пограничного слоя, модифицированного управляющим воздействием в виде распределенного вдува воздуха через высокотехнологичную перфорированную стенку, являющуюся частью поверхности удлиненного осесимметричного тела в условиях его обтекания низкоскоростным потоком газа. Число Рейнольдса Re^**, вычисленное по толщине потери импульса δ^** впереди перфорированного участка, образованного отверстиями диаметром 0,14 мм с микроканалами малого удлинения, составляет 2660. Осредненный по площади коэффициент вдува C_b меняется в диапазоне 0 - 0,00885. Показано, что по мере увеличения продольной координаты вплоть до расстояния 550δ^** от области вдува наблюдается устойчивое снижение локального трения, наибольшая величина которого достигает 64 % непосредственно в области вдува при максимальной его интенсивности.

Исследуется теплопроводность смеси R-32/R-125 (15/85) в интервале температур 305 - 411 K и давлений 0,1 - 1,8 МПа. Измерения выполнялись стационарным методом коаксиальных цилиндров. Погрешность экспериментальных данных по теплопроводности составляла 1,5 - 2,5%, погрешности измерения температуры и давления не превышали 0,05 K и 4 кПа соответственно. Получено обобщающее уравнение для расчета теплопроводности в зависимости от давления и температуры. Определена теплопроводность на линии конденсации и в идеально-газовом состоянии.

Работа посвящена изучению сегментированных режимов течения несмешивающихся жидкостей в микроканалах с Т- и Х-образными входами для технологий 3D-печати. На основе результатов визуализации течений построены карты режимов, с выделенной областью устойчивого снарядного потока. Обнаружено хорошее совпадение карт, построенных по приведенным скоростям потока, и показано, что влияние входа в канал на границы режимов течения несущественно. Показано, что при использовании менее вязкой несущей фазы область существования устойчивого снарядного режима расширяется в сторону больших приведённых скоростей потока. Исследован отрыв микрокапель с задней кромки снарядов. Обнаружено, что переход к отрыву микрокапель описывается в терминах числа капиллярности, построенного по суммарной среднерасходной скорости фаз, и отношения расходов фаз. Таким образом, определен диапазон безразмерных параметров работы микроканальных устройств, пригодный для 3D-печати композитных материалов с заданными свойствами.

Методом дифференциальной сканирующей калориметрии проведено экспериментальное исследование удельной теплоемкости гадолиний-скандий-галлиевого и кальций-ниобий-галлиевого гранатов, которые широко используются в лазерной технике и микроэлектронике. Получены новые экспериментальные результаты по удельной изобарной теплоемкости в интервале температур 300 - 1270 K, на основании которых разработаны аппроксимационные уравнения и таблица рекомендуемых значений для научного и практического использования. Проведено сопоставление с известными литературными данными. Оцениваемая погрешность полученных данных составила 2 - 4 %.

На примере н-гептана экспериментально изучается сжигание жидких углеводородов при их распылении струей перегретого водяного пара как перспективный способ эффективного и экологически безопасного сжигания. В исследовании используется горелочное устройство с принудительной подачей воздуха внутрь камеры газогенерации. Оно представляет собой модернизированную конструкцию атмосферного горелочного устройства с естественным притоком воздуха, исследованного авторами ранее, и позволяет получить дополнительную информацию о влиянии изменения коэффициента избытка воздуха внутри устройства на процесс сжигания жидкого топлива в присутствии перегретого водяного пара. На основе термопарных измерений, газового анализа промежуточных компонентов пламени, измерения полноты сгорания и вредных выбросов в конечных продуктах сгорания получены новые данные эколого-энергетических характеристик исследуемого горелочного устройства, проведено их сопоставление с показателями горелочного устройства с естественным притоком воздуха. Установлено, что образование монооксида углерода при сжигании гептана сокращается на 25 %, а образование оксидов азота - на 15 % при снижении коэффициента избытка воздуха в камере сгорания от 0,7 до 0,16. При этом для горелочного устройства с естественным притоком воздуха характерна более высокая температура пламени и меньшая длина факела. В то же время уровень выбросов СО и NO_x во всех режимах соответствует европейскому стандарту EN 267. Определено, что принудительно вводимый поток воздуха не оказывает заметного влияния на выделяемое тепло для исследуемых режимов, а теплота сгорания топлива во всех случаях близка к высшей теплоте сгорания гептана, что свидетельствует о высокой эффективности исследуемого способа сжигания.

Представлены результаты экспериментального исследования турбулентной структуры течения в ячейке вихревой матрицы, представляющей собой область между пересекающимися ребрами на противоположных стенках плоского канала. Угол между ребрами составлял 2β = 60°, 90° и 120°; число Рейнольдса, рассчитанное по средней скорости и гидравлическому диаметру канала изменялось в диапазоне Re = (1 - 7)×10⁴. Измерения аэродинамических характеристик потока внутри ячейки решетчатой матрицы, размещенной в прямоугольном канале сечением 20×150 мм и длиной 400 мм, проводились с помощью двухкомпонентного лазерного доплеровского анемометра (ЛДА). Изучена структура течения в отдельных ячейках размером 15×15 мм, образованных скрещивающимися ребрами на противоположных стеках канала. Показана сложная трехмерная структура течения в ячейках матрицы и сильная турбулизация потока в пристенных областях. Установка ребер приводит к значительному росту гидравлических потерь, особенно при больших углах скрещивания.