Высокотемпературное воздействие газовой струи реагирующих компонентов на наклонную пластину
Авторы: Партола И.С., Кудинов А.С., Юрченко И.И., Клименко А.Г., Федоров С.А.
Опубликовано в выпуске: #6(114)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-6-2084
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Представлены результаты экспериментальных и расчетных исследований распределения давлений и тепловых потоков при воздействии околорасчетных струй высокотемпературных реагирующих смесей на компонентах кислород — керосин, кислород — метан, кислород — этанол на наклонную пластину в ближнем поле струи на расстоянии около одного диаметра выходного сечения модельного сопла при степени нерасчетности (≈1). Проведены исследования при истечении струй с температурами торможения в диапазоне в покоящийся воздух с нормальными давлением и температурой. Уровень тепловых потоков, создаваемых струей на пластине, составлял от Расчеты в среде SolidWorks Flow Simulation воздействия высокотемпературного потока для совершенного газа с параметрами, соответствующими составу в модельной камере сгорания, показали хорошее согласование с экспериментальными данными.
Литература
[1] 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.
[2] 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.
[3] Avi F.S., Lyer K.G. Mean and unsteady flowfield proporties of supersonic impinging jets with lift plates. Proceedings of the 5th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conference. May 10–12, 1999, Bellevue, WA, USA. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1999, vol. 99, paper no. 1829.
[4] 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. West East high speed flow fields. Aerospace applications from high subsonic to hypersonic regime. Barcelona, CIMNE, 2003, pp. 244–305.
[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.71–80.
[6] Jeyajothi K., Kalaichelvi P. Augmentation of heat transfer and investigation of fluid flow characteristics of an impinging air jet on to a flat plate. Arabian Journal for Science and Engineering. September 2018. https://doi.org/10.1007/s13369-018-3511-9
[7] Vadiraj V., Katti S., Yasaswy N., Prabhu S.V. Local heat transfer distribution between smooth flat surface and impinging air jet from a circular nozzle at low Reynolds numbers. Heat Mass Transfer, 2011, no. 47, pp. 237–244.
[8] 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. Proceedings of the 32nd Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. January 10–13, 1994, Reno, NV, U.S.A. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 1994, vol. 94, paper no. 0262. DOI: 10.2514/6.1994-262
[9] Rudenko N., Hromisin S.M., McLaughlin D.K. Thermal characterization of a dual impinging jet flow field with a heated jet. Proceedings of the 46th AIAA Fluid Dynamics Conference, June 19, 2016, Washington, D.C. American Institute of Aeronautics and Astronautics, 2016, paper no. 4255. http://arc.aiaa.org.10.2514/6.2016-4255
[10] Гордеев А.Н., Чаплыгин А.В. Теплообмен и визуализация течения на поверхности медной пластины при ее обтекании струями воздушной плазмы. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 9. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-9-2019
[11] Гордеев А.Н., Чаплыгин А.В. Теплообмен в высокочастотном индукционном плазмотроне ВГУ-4 при использовании щелевых сопел. Инженерный журнал: наука и инновации, 2020, вып. 2. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2020-2-1953
[12] Спесивцев В.В. Диагностика силового и теплового воздействия сверхзвуковой струи на преграду. Авиационно-космическая техника и технология, 2015, № 4 (121), с. 60–64.
[13] Dong L.L., Leung C.W., Cheung C.S. Heat transfer characteristics of premixed butane/air flame jet impinging on an inclined flat surface. Heat and Mass Transfer, 2002, no. 39, pp. 19–26. DOI: 10.1007/s00231-001-0288-1
[14] 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.
[15] 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. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2018-11-1820