Методики расчета тепловых процессов в условиях естественной конвекции газообразного метана при влиянии электростатических полей
Опубликовано: 20.07.2021
Авторы: Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Чигарев М.Р., Алиев И.Н., Яновская М.Л.
Опубликовано в выпуске: #7(115)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-7-2094
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
На основе обзора и анализа научно-технической литературы, а также результатов экспериментальных исследований разработаны новые методики расчета тепловых процессов, происходящих в газообразном метане при его естественной конвекции, при влиянии электростатических полей. Показаны способы расчета и определения коэффициентов теплоотдачи к газообразному метану при влиянии электрического ветра, а также способы расчета и определения влияния электростатических полей на негативный процесс осадкообразования на нагреваемой экспериментальной рабочей платине в объеме газообразного метана. Разработана общая методика эффективного и безопасного применения электростатических полей в газообразном метане. Эту методику необходимо выполнять при расчетах, проектировании, создании и эксплуатации новых двигателей, энергоустановок и техносистем летательных аппаратов одно- и многоразового использования наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования.
Литература
[1] Алтунин В.А. Исследование влияния электростатических и магнитных полей на особенности теплоотдачи к углеводородным горючим и охладителям. Кн. 2. Казань, Изд-во КГУ им. В.И. Ульянова-Ленина, 2006, 230 с.
[2] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Гортышов Ю.Ф., Дресвянников Ф.Н., Обухова Л.А., Тарасевич С.Э., Яновская М.Л. Анализ исследований электрических полей в различных средах и условиях. Инженерно-физический журнал, 2012, т. 85, № 4, с. 881–896.
[3] Altunin V.A., Altunin K.V., Aliev I.N., Gortyshov, Dresvyannikov F.N., Obukhova L.A., Tarasevich S.E., Yanovskaya M.L. Analysis of investigations of electric fields in different media and conditions. Journal of Engineering Physics and Thermophysics, 2012, vol. 85, no. 4, рр. 959–976.
[4] Морар А.В. Влияние коронного разряда на конвективный теплообмен. Физическая газодинамика и свойства газов при высоких температурах. Москва, Наука, 1964, с. 197–213.
[5] Шкилев В.Д., Михайлеску В.Д. О возможности построения электрогазодинамической системы охлаждения газовых лазеров. ЭОМ, 1994, № 2, с. 37–40.
[6] Молдавский Л.М., Болога М.К. О влиянии электрического ветра на теплопередающие характеристики газонаполненной трубы. ЭОМ, 1983, № 6, с. 60–64.
[7] Миролюбов Н.Н., Костенко М.В. Методы расчета электростатических полей. Москва, Высшая школа, 1963, 416 с.
[8] Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З., Пашин М.М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. Москва, Энергия, 1974, 306 с.
[9] Бабой Р.Ф., Болога М.К., Семенов К.Н. Воздействие электрических полей на теплообмен в жидкостях и газах. ЭОМ, 1965, № 1, с. 57–71.
[10] Бузник В.М., Величенко Г.П. Свободная конвекция частично ионизированного воздуха в электростатическом поле. ЭОМ, 1967, № 6, с. 52–57.
[11] Остроумов Г.А. Электрическая конвекция. ИФЖ, 1991, т. 10, № 5, с. 683–695.
[12] Moss R.A., Grey J. Heat transfer augmentation by steady and. alternating electric fields. Proceeding of the 1966 Heat Transfer and Fluid Mechanics. Institute. Santa Clara, CA, 22–24 June, 1966, Stanford University. Stanford, Stanford University Press, 1966, рp. 210–235.
[13] Senfleben H., Braun W.Z. Physik. 1936, vol. 102, no. 480, pp. 480–506.
[14] Kronig R., Schwarz N. On the theory of heat transfer from a wire in an electric field. Applied Science Res., 1949, vol. AI, pp. 35–36.
[15] Пушков В.В., Болога М.К., Сюткин С.В. Об интенсификации теплопередачи через газовзвесь в однородном электрическом поле. ЭОМ, 1973, № 4, с. 36–41.
[16] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Платонов Е.Н., Коханова С.Я., Абдуллин М.Р., Яновская М.Л. Границы применения электростатических полей в условиях естественной и вынужденной конвекции газообразного метана. Сб. тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. «Авиадвигатели 21 века». Москва, ЦИАМ, 24–27 ноября 2015 г. Москва, Изд-во ЦИАМ, 2015, с. 971–973.
[17] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р. Исследование возможности применения газообразного метана в рубашках охлаждения промышленных энергоустановок. Матер. Междунар. молодежной науч. конф. «22 Туполевские чтения». Казань, КНИТУ−КАИ, 19–21 октября 2015 г. Казань, Фолиант, 2015, с. 425–430.
[18] Абдуллин М.Р., Коханова Ю.С., Шигапов Р.Р. Исследование влияния магнитных и электростатических полей на тепловые процессы в газообразном метане в условиях его естественной конвекции. ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ, 2016, № 31, с. 8.
[19] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Коханова Ю.С., Яновская М.Л. Разработка методик расчета теплоотдачи к газообразному метану в условиях его естественной и вынужденной конвекции. Сб. тез. докл. 41-х Академич. чтений по космонавтике. Москва, 24–27 января 2017 г. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, с. 122–123.
[20] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Коханова Ю.С., Яновская М.Л. Разработка методик расчета влияния электростатических полей на тепловые процессы в газообразном метане. Сб. матер. докл. 42 Академич. чтений по космонавтике. Москва, 23–26 января 2018 г. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2018, с. 133–134.
[21] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Коханова Ю.С., Куимов Е.С., Яновская М.Л. Разработка методик расчета тепловых процессов в газообразном метане при влиянии электростатических полей. Матер. докл. Междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития двигателестроения». Самара, 12–14 сентября 2018 г. Самара, Изд-во Самарского университета, 2018, с. 238–239.
[22] Абдуллин М.Р., Яновская М.Л. Разработка методик расчета коэффициента теплоотдачи к газообразному метану. Матер. докл. Всерос. науч.-практич. конф. с междунар. участием: «Новые технологии, материалы и оборудование Российской авиакосмической отрасли» («АКТО — 2018»). Казань, 8–10 августа 2018 г. Казань, Изд-во КГУ, 2018, т. 1, с. 317–322.
[23] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Коханова Ю.С., Яновская М.Л. Разработка методик расчета тепловых процессов в газообразном метане для перспективных двигателей, энергоустановок и техносистем наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования. ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ, 2018, № 44, с. 34–35.
[24] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Давлатов Н.Б., Зырянов С.П. Разработка методик расчета тепловых процессов в рубашках охлаждения жидкостных ракетных двигателей на жидких и газообразных горючих и охладителях. Сб. тез. докл. 45-й Междунар. молодежной науч. конф. «Гагаринские чтения — 2019». Москва, Изд-во МАИ, 2019, с. 150.
[25] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Давлатов Н.Б., Шигапов Р.Р., Яновская М.Л. Исследование возможности интенсификации теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным и азотосодержащим горючим и охладителям. Сб. тез. докл. Всерос. науч.-техн. конф. молодых ученых и специалистов «Авиационные двигатели и силовые установки». Москва, 28–30 мая 2019 г. Москва, Изд-во ФГУП «ЦИАМ им. П.И. Баранова», 2019, с. 316–317.
[26] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Абдуллин М.Р., Давлатов Н.Б., Платонов Е.Н., Яновская М.Л. Некоторые пути повышения эффективности жидких и газообразных углеводородных и азотосодержащих горючих для двигателей летательных аппаратов. Тепловые процессы в технике, 2019, т. 11, № 10, с. 453–479.
[27] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Яновская М. Анализ результатов экспериментальных исследований газообразного метана в условиях его естественной конвекции. Тр. 54-х Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Калуга, 17–18 сентября 2019 г. Казань, Изд-во КГУ, 2020, с. 83–93.
[28] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Ефимов Д.Е., Шигапов Р.Р. Особенности тепловых процессов в жидких и газообразных углеводородных горючих и охладителях в двигателях летательных аппаратов. Сб. науч. ст. 8-й Междунар. науч.-практ. конф. «Академические Жуковские чтения». Воронеж, 25–26 ноября 2020 г. Воронеж, Изд-во ВУНЦ ВВС «ВВА», 2020, с. 20–22.
[29] Алтунин В.А., Абдуллин М.Р., Яновская М.Л. Особенности тепловых процессов в рубашке охлаждения метанового ЖРД. Тр. 12-й Общерос. молодежной науч.-техн. конф. «Молодежь. Техника. Космос». Санкт-Петербург, 23−25 апреля 2020 г. Санкт-Петербург, БГТУ «ВОЕНМЕХ», 2020, т. 1, с. 18‒20.
[30] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Азина Ж.В., Чигарев М.Н., Алиев И.Н., Самедова З.А. Особенности применения электростатических полей в условиях естественной конвекции газообразного метана. Тр. 11-й Всерос. конф. «Необратимые процессы в природе и технике». Москва, 26−29 января 2021 г. Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2021, ч. 2, с. 135–139.
[31] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Гортышов Ю.Ф., Давлатов Н.Б., Зарипова М.А., Керножицкий В.А., Колычев А.В., Разносчиков В.В., Сафаров М.М., Яновский Л.С., Яновская М.Л. Некоторые пути повышения эффективности жидкостных реактивных двигателей летательных аппаратов на углеводородных и азотосодержащих горючих и охладителях. Казань, Школа, 2020, 148 с.
[32] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Чигарев М.Р., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Экспериментальное исследование влияния электростатических полей на тепловые процессы в газообразном метане при его естественной конвекции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 6. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2021-6-2086
[33] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Абдуллин М.Р., Чигарев М.Р., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Экспериментальное исследование тепловых процессов в газообразном метане при его естественной конвекции. Инженерный журнал: наука и инновации, 2021, вып. 5. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2021-5-2080