Высокотемпературное воздействие газовой струи реагирующих компонентов на фронтальную пластину
Авторы: Мосолов С.В., Партола И.С., Кудинов А.С., Юрченко И.И., Клименко А.Г., Федоров С.А.
Опубликовано в выпуске: #1(109)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-1-2047
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Представлены результаты измерения и прогнозирования теплосилового воздействия струй высокотемпературных реагирующих смесей на компонентах кислород — метан, кислород — спирт при воздействии на фронтальную пластину в ближнем поле струи. Высокотемпературная сверхзвуковая газовая струя истекает из модельной камеры с насадком в форме сопла Лаваля в среду с атмосферным давлением при степени нерасчетности около единицы. В камере осуществляется воспламенение и устойчивое горение смеси выбранных веществ, соотношение которых обеспечивает температуру торможения в диапазоне 1900...3400 K. Использована функция распределения давления на фронтальной пластине, полученная в эксперименте. Предложенная модель воздействия высокотемпературного потока на фронтальную поверхность может использоваться для тестирования программных комплексов и определения уровней теплового воздействия при испытаниях образцов.
Литература
[1] Губанова О.Г., Лунев В.В., Пластинина Л.Н. О центральной срывной зоне при взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи с преградой. Механика жидкости и газа, 1971, № 2, с. 135–138.
[2] Lamont P.J., Hunt B.L. The impingement of underexpanded, axisymmetric jets on perpendicular and inclined flat plates. J. Fluid Mech., 1980, vol. 100, part 3, pp. 471–611.
[3] Zapryagaev V.I., Kudryavtsev A.N., Lokotko A.V., Solotchin A.V., Pavlov A.A., Hadjadj A. An experimental and numerical study of a supersonic jet shock-wave structure. In: West East high speed flow fields. Aerospace applications from high subsonic to hypersonic regime. Zeitoun D.E., Periaux J., Desideri J.A., Marini M., eds. First editions. Publication of CIMNE, Barcelona, Spain, 2003, рp. 244–305.
[4] Исаев С.А., Липницкий Ю.М., Баранов П.А., Панасенко А.В., Усачов А.Е. Моделирование турбулентной сверхзвуковой недорасширенной струи, истекающей в затопленное пространство, с помощью модели переноса сдвиговых напряжений. Инженерно-физический журнал, 2012, т. 85, № 6, с. 1253–1267.
[5] Запрягаев В.И., Кавун И.Н., Киселев Н.П. Структура течения на начальном участке сверхзвуковой струи, истекающей из сопла с шевронами. Прикладная механика и техническая физика, 2010, т. 51, № 2, с.7–80.
[6] Love J.G., Stuerman M.T., Messersmith N.L., Ehresman C.M., Murthy S.N.B. Experimental investigations of the heat transfer characteristics of impinging jets. 32nd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, 10 January 1994 — 13 January 1994, Reno, NV, U.S.A. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 94–0262, 1994. DOI: 10.2514/6.1994-262
[7] В.В. Спесивцев. Диагностика силового и теплового воздействия сверхзвуковой струи на преграду. Авиационно-космическая техника и технология, 2015, № 4 (121), с. 60–64.
[8] Кудин О.К., Нестеров Ю.Н.. Экспериментальное исследование теплообмена при взаимодействии сверхзвуковых слабонедорасширенных струй с плоской преградой. Ученые записки ЦАГИ, 2016, т. XLVII, № 3, с. 47–55.
[9] Авдуевский В.С., Ашратов Э.А., Иванов А.В., Пирумов У.Г. Газодинамика сверхзвуковых неизобарических струй. Москва, Машиностроение, 1989, 320 с.
[10] Авдуевский В.С., Иванов А.В., Карпман И.М., Трасковский И.Д., Юделович М.Я. Структура сверхзвуковых нерасширенных струй, истекающих в затопленное пространство и спутный поток. Механика жидкости и газа, 1972, № 3, с. 15–29.
[11] Юрченко И.И., Клименко А.Г., Кудинов А.С., Исаков Д.В. Натекание высокотемпературной сверхзвуковой струи на преграду вблизи среза сопла. Инженерный журнал: наука и инновации, 2018, вып. 11. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-11-1820
[12] Дорренс У.Х. Гиперзвуковые течения вязкого газа. Москва, Мир, 1966, 479 с.
[13] Хейз У.Д., Пробстин Р.Ф. Теория гиперзвуковых течений. Москва, Изд-во иностр. лит., 1962, 607 с.