Методики расчета влияния электростатических полей на теплоотдачу к моторному авиационному маслу марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции
Опубликовано: 02.07.2024
Авторы: Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л.
Опубликовано в выпуске: #7(151)/2024
DOI: 10.18698/2308-6033-2024-7-2373
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Разработаны новые методики расчета коэффициентов теплоотдачи и отно-сительных коэффициентов теплоотдачи KЕ. В их основе лежат результаты проведенных экспериментальных исследований по влиянию поперечных электростатических полей на тепловые процессы в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции в кольцевом канале при различных значениях таких параметров, как: плотность теплового потока от рабочей нагреваемой металлической трубки, давление и скорость прокачки масла, расстояние между рабочими соосными иглами и подаваемых высоковольтных электростатических напряжениях. Применение данных методик будет способствовать быстрому и качественному расчету, проектированию и созданию новых масляных систем двигателей летательных аппаратов повышенных характеристик.
EDN KVVODU
Литература
[1] Бабкин В.И., Алексашин А.А., Яновский Л.С., Дунаев С.В., Хурумова А.Ф. Отечественные смазочные масла для авиационных газотурбинных двигателей: проблемы и перспективы. Двигатель, 2012, № 5 (83), с. 8–11.
[2] Яновский Л.С., Харин А.А., Бабкин В.И. Основы химмотологии. Москва; Берлин, Директ-Медиа, 2016, 482 с.
[3] Трянов А.Е. Конструкция масляных систем авиационных двигателей. Самара, Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007, 81 с.
[4] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Гортышов Ю.Ф., Дресвянни-ков 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.
[5] 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, pp. 959–976.
[6] Болога М.К., Бабой Н.Ф. Влияние электрического поля на теплообмен при кипении органических жидкостей. Электронная обработка материалов, 1967, № 3, с. 30–40.
[7] Бабой Р.Ф., Болога М.К. Некоторые особенности процесса кипения в электрическом поле. Электронная обработка материалов, 1968, № 2, с. 57–70.
[8] Бабой Р.Ф., Болога М.К. Теплообмен при кипении органических жидкостей в электрическом поле. Тепло- и массоперенос, 1968, т. 2, с. 197–204.
[9] Болога М.К., Гросу Ф.П., Кожухарь И.А. Электроконвекция и теплообмен. Кишинев, Изд-во «Штиинца», 1977, 320 с.
[10] Болога М.К., Смирнов Г.Ф., Климов С.М., Майборода А.Н. Теплообмен при кипении в щелевых каналах под воздействием электрического поля. Тепломассообмен–7. Минск, Изд-во ИТМО, 1984, с. 20–25.
[11] Миролюбов Н.Н., Костенко М.В., Левинштейн М.Л., Тиходеев Н.Н. Методы расчета электростатических полей. Москва, Высшая школа, 1963, 416 с.
[12] Остроумов Г.А. Взаимодействие электрических и гидродинамических полей. Москва, Наука, 1979, 320 с.
[13] Остроумов Г.А. Электрическая конвекция. Инженерно-физический журнал, 1966, т. 10, № 5, с. 683–695.
[14] Гросу Ф.П., Болога М.К. Особенности электризации слабопроводящей диэлектрической жидкости во внешнем электрическом поле. Электронная обработка материалов, 2006, № 4, с. 37–45.
[15] Гросу Ф.П., Болога М.К. Электроизотермическая конвекция и ее роль в процессе теплообмена. Электронная обработка материалов, 2008, № 3, с. 25–35.
[16] Kronig R., Schwarz N. On the theory of heat transfer from a wire in an electric field. Applied Scientific Research, 1949, vol. 1, pp. 35–54. DOI: 10.1007/BF02120314 Corpus ID: 123611335
[17] Senftleben E., Braun W. Der Einfluß elektrischer Felder auf den Wärmestrom in Gasen. Z. Phyzik, 1936, Bd. 102, S. 480–506.
[18] Кожевников И.В., Болога М.К. Влияние электрогидродинамических течений на интенсификацию процессов тепло- и массообмена. Часть 1. Электрогидродинамические течения и характеристики одноступенчатых ЭГД насосов. Электронная обработка материалов, 2022, т. 58, № 1, с. 58–78.
[19] Кожевников И.В., Болога М.К., Гросу Ф.П. Влияние электрогидродинамических течений на интенсификацию процессов тепло- и массообмена. Часть 3. Электроконвекция и электрогидродинамические насосы в системах охлаждения и термостатирования. Электронная обработка материалов, 2022, т. 58, № 3, с. 34–54.
[20] Львов М.В., Юсупов А.А., Алтунин В.А. Результаты экспериментального исследования тепловых процессов в моторных авиационных маслах при их естественной и вынужденной конвекции. Материалы Всерос. молодежной науч. конф. с междунар. участием «17-е Королевские чтения», посвященной 35-летию со дня первого полета МКТС «Энергия — Буран» (3–5 октября 2023 г., Самара). Самара, Изд-во Самарского университета, 2023, т. 1, с. 203–204.
[21] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Щиголев А.А., Платонов Е.Н. Разработка способов увеличения ресурса и надежности систем смазки двигателей внутреннего сгорания наземного транспорта. Известия вузов. Машиностроение, 2015, № 10 (667), с. 48–58.
[22] Алтунин В.А., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Анализ проблем систем смазки поршневых и реактивных двигателей летательных аппаратов. Материалы 8-й Междунар. науч.-техн. конф. «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики» (АНТЭ–2015). Казань, Изд-во «Бриг», 2015, с. 574–579.
[23] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Коханова Ю.С., Яновская М.Л. Разработка новых конструктивных схем систем смазки двигателей для гиперзвуковых и аэрокосмических летательных аппаратов. Сб. тез. докл. 41-х Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти академика С.П. Королева и других выдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017, с. 378–379.
[24] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Алиев И.Н., Щиголев А.А., Юсупов А.А. Исследование возможности применения магнитных и электростатических полей для борьбы с осадкообразованием в авиационных моторных маслах двигателей, энергоустановок и техносистем наземного, воздушного и аэрокосмического базирования. Известия вузов. Машиностроение, 2017, № 3 (684), с. 76–88.
[25] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Экспериментальное исследование тепловых процессов при вынужденной конвекции авиационных моторных масел. Сб. статей «Современные проблемы ракетной и космической техники», материалы полных докладов на секции № 2: «Проблемы ракетной и космической техники» 57-х Научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского (21 сентября 2022 г., Калуга, ГМИК). Казань, Изд-во «Школа», 2023, с. 204–218.
[26] Львов М.В., Юсупов А.А., Каськов А.С., Щиголев А.А. Анализ результатов исследования влияния магнитных и электростатических полей на тепловые процессы в авиационных моторных маслах в условиях естественной конвекции. ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ, 2018, № 45, с. 23.
[27] Алтунин В.А., Львов М.В., Каськов А.С., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Анализ эффективности применения электростатических полей в существующих и перспективных системах смазки двигателей летательных аппаратов воздушного и аэрокосмического базирования. Тр. 54-х Чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Калуга, 17–18 сентября 2019 г. Казань, Изд-во Казанского университета, 2020, с. 77–82.
[28] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Каськов А.С. Разработка новых конструктивных схем систем смазки двигателей летательных аппаратов воздушного и аэрокосмического применения. ВОЕНМЕХ. Вестник БГТУ, 2020, № 62, с. 312–313.
[29] Алтунин В.А., Алтунин К.В., Львов М.В., Щиголев А.А., Алиев И.Н., Яновская М.Л. Проблемы систем смазки авиационных двигателей. Тепловые процессы в технике, 2021, т. 13, № 8, с. 357–384.
[30] Алтунин В.А., Львов М.В., Каськов А.С., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Проблемы осадкообразования в системах смазки двигателей летательных аппаратов. Современные проблемы ракетной и космической техники: сб. научных статей (полных докладов) 56-х Научных чтений памяти К.Э. Циолковского, Калуга, 21–22 сентября 2021 г. Казань, Редакционно-издательский центр «Школа», 2022, с. 99–113.
[31] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Яновская М.Л. Расчет плотности моторного авиационного масла марки МС-20 при различных температурах и давлениях. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 2. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-2-2252
[32] Львов М.В., Алтунин В.А., Юсупов А.А., Пукачев И.Р., Яновская М.Л. Результаты экспериментальных исследований тепловых процессов в моторных авиационных маслах двигателей летательных аппаратов. Сб. тез. докл. 47-х Академических чтений по космонавтике, посвященных памяти акад. С.П. Королева и других вдающихся отечественных ученых — пионеров освоения космического пространства. Москва, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Бау-мана, 2023, т. 1, с. 370–372.
[33] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Яновская М.Л. Экспериментальная установка для исследования влияния электростатических полей на теплообмен и процесс осадкообразования в моторном авиационном масле при его вынужденной конвекции. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2023, № 7, с. 113–123. DOI: 10.18698/0536-1044-2023-7-113-123
[34] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Пукачев И.Р., Яновская М.Л. Результаты экспериментальных исследований тепловых процессов в условиях вынужденной конвекции моторного авиационного масла марки МС-20. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 6. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-6-2285
[35] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Анализ методик расчета теплоотдачи к моторному авиационному маслу марки МС-20 в условиях вынужденной конвекции в кольцевом канале с учетом их верификации с экспериментом. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 7. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-7-2293
[36] Гайнуллина Л.Р., Тутубалина В.П. Газостойкость и термостабильность трансформаторных масел в электрическом поле. Вестник ЮУрГУ. Сер. Энергетика, 2018, т. 18, № 3, с. 46–51. DOI: 10.14529/power180306
[37] Алтунин В.А., Львов М.В., Щиголев А.А., Юсупов А.А., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Анализ методик расчета коэффициента теплоотдачи к моторному авиационному маслу в сложных термодинамических условиях авиационных и аэрокосмических двигателей. Материалы 58-х Научных чтений, посвященных разработке научного наследия и развитию идей К.Э. Циолковского. Секция № 2: «Проблемы ракетной и космической техники» (19–20 сентября 2023 г., Калуга, ГМИК им. К.Э. Циолковского). Калуга, Изд-во «Наша полиграфия», 2023, ч. 1, с. 206–208.
[38] Алтунин ВА., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Яновская М.Л. Результаты экспериментального исследования тепловых процессов в системах смазки двигателей летательных аппаратов. Сб. тез. докл. Международной науч.-техн. конф. «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества», посвященной 100-летию отечественной гражданской авиации (18–19 мая 2023 г., МГТУ ГА, Москва). Москва, ИД Академии имени Н.Е. Жуковского, 2023, с. 51–52.
[39] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Результаты экспериментального исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции. Часть 1. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 11. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-11-2317
[40] Алтунин В.А., Львов М.В., Юсупов А.А., Щиголев А.А., Гортышов Ю.Ф., Кореев Е.П., Яновская М.Л. Результаты экспериментального исследования влияния электростатических полей на тепловые процессы в моторном авиационном масле марки МС-20 в условиях его вынужденной конвекции. Часть 2. Инженерный журнал: наука и инновации, 2023, вып. 12. http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2023-12-2324
[41] Nocedal J., Wright S.J. Numerical Optimization. 2nd edition. Springer-Verlag, 2006. ISBN 978-0-387-30303-1.
[42] Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи. 2-е изд., стер. Москва, Энергия, 1977, 343 с.