9 / 16
Исследование эффективности охлаждения резонатора газодинамической системы…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 12·2016 9
Минимальные температуры стенки получены для резонатора из
бронзы БрХ08, максимальные — из сплава ХН60ВТ. Следует отме-
тить существенную зависимость максимальной температуры стенки
резонатора от расхода воды.
Таким образом, увеличение расхода воды в тракт охлаждения
с 25 до 100 г/с приводит к снижению максимальной температуры
стенки для резонатора из стали 12Х18Н10Т на 70 K, из сплава
ХН60ВТ на 50 K, из бронзы БрХ08 на 80 K. При дальнейшем увели-
чении расхода воды в тракт охлаждения максимальная температура
стенки резонатора снижается на 20…30 K.
При расходе воды
25
в
m
=
г/с время выхода на стационарный теп-
ловой режим для резонатора из стали 12Х18Н10Т составляет 6,2 с, для
сплава ХН60ВТ — 5,2 с, для бронзы БрХ08 — 7,7 с. При повышении
расхода воды до
500
в
m
=
г/с время выхода на стационарный тепло-
вой режим сокращается в 3–4 раза.
Определенный интерес представляет не только максимальная
температура стенки резонатора, но и характер температурного поля в
ней при проточном охлаждении наружной поверхности стенки резо-
натора. Для получения представления о температурных полях в стен-
ке резонатора при его стационарном тепловом состоянии на рис. 7
приведены картины распределения температур в стенке резонатора
при работе ГСВ на непрерывном режиме.
Для всех рассматриваемых материалов во всем диапазоне значе-
ний
в
m
наиболее горячей является стенка резонатора в области вход-
ной кромки. Для резонатора с проточным охлаждением водой из стали
12Х18Н10Т и сплава ХН60ВТ, как и для неохлаждаемого резонатора,
характерен неравномерный прогрев стенки в осевом направлении. Ре-
зонатор из бронзы БрХ08 имеет более равномерный прогрев.
Дополнительно были проведены расчеты и для схемы проточного
охлаждения с подводом охладителя со стороны правого торца резо-
натора, т. е. в зону с наименьшей температурой стенки. При этом по-
лученные значения максимальной температуры в стенке резонатора
для сталей были больше на 0,5…1,0 K, а для бронзы — на 2…3 K,
чем при подводе охладителя в зону с наибольшей температурой
стенки. Отсюда можно сделать вывод, что направление движения во-
ды в тракте охлаждения не влияет на тепловое состояние резонатора
и может быть выбрано только из конструктивных соображений.
Для ГСВ с внешним проточным охлаждением резонатора водой
допустимо использовать все рассмотренные материалы. Рекоменду-
ется выбирать расход воды в тракт охлаждения в диапазоне значений
25…100 г/с в связи с тем, что при таких расходах температурное со-
стояние резонатора является допустимым и дальнейшее увеличение
расхода воды не приводит в ощутимому снижению температуры
стенки.