Расчетное исследование теплового состояния транс- и сверхзвуковых каналов большого удлинения при раз личных степенях закрутки вдуваемого охладителя

1 / 15

АЭРОДИНАМИКА И ПРОЦЕССЫ
ТЕПЛООБМЕНА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ
АППАРАТОВ
УДК 641.454.2
РАСЧЕТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ
ТРАНС- И СВЕРХЗВУКОВЫХ КАНАЛОВ БОЛЬШОГО УДЛИНЕНИЯ
ПРИ РАЗЛИЧНЫХ СТЕПЕНЯХ ЗАКРУТКИ ВДУВАЕМОГО
ОХЛАДИТЕЛЯ
А.В. Воронецкий1 , В.Ю. Александров2,3 , К.Ю. Арефьев1,2,3
1МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail:
2ЦИАМ им. П.И. Баранова, Москва, Российская Федерация
e-mail:
3МФТИ, г. Долгопрудный, Московская обл., Российская Федерация
e-mail:
Каналы большого удлинения с транс- и сверхзвуковыми скоростями течения
достаточно часто применяются в энергетических и силовых установках раз-
личного назначения. Во многих случаях реализация их проточного охлаждения
сопряжена со значительными конструктивными сложностями или невозмож-
на ввиду отсутствия жидкого охладителя. Высокий уровень теплового на-
гружения стенок каналов требует решения задачи их защиты, в том числе
за счет применения системы завесного охлаждения. Рассмотрена актуаль-
ная проблема повышения эффективности завесного охлаждения трансзвуко-
вых каналов большого удлинения (снижения необходимого массового расхода
охладителя) путем оптимизации закрутки потока. Получены расчетные зави-
симости, позволяющие оценить влияние конструктивных факторов, режима
течения и турбулентности потока на эффективность завесного охлаждения.
Приведенные результаты могут быть использованы при проектировании высо-
котемпературных трактов и выхлопных устройств газогенераторов, насадков
технологических установок, камер смешения и дожигания.
Ключевые слова: закрутка потока, завесное охлаждение, трансзвуковой поток,
математическое моделирование, канал большого удлинения.
COMPUTATIONAL STUDY OF THE THERMAL STATE
OF TRANSONIC AND SUPERSONIC HIGH ELONGATION DUCT
IN THE BLOWN-IN COOLANT SWIRL OF DIFFERENT DEGREES
A.V. Voroneckiy1 , Aleksandrov2,3 , . Arefyev1,2,3
1Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail:
2Baranov Central Institute of Aviation Motors, Moscow, Russian Federation
e-mail:
3Moscow Institute of Physics and Technology, Dolgoprudny, Moscow Region,
Russian Federation
e-mail:
The paper considers the high elongation ducts with transonic and supersonic flow
velocities, which are often used in the multi-purpose power and propulsion plants. In
many instances, their external cooling involves considerable technical complexity. It
20 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4