Экспериментальные и теоретические исследования двухфазных газокапельных течений в соплах и струях с высокой массовой концентрацией жидкости в газе

• Автор: Воронецкий, Андрей Владимирович
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2000
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 153 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО МНОГОФАЗНЫМ ТЕЧЕНИЯМ В СОПЛАХ И СТРУЯХ
1.1. Методы расчета сопла с двухфазным рабочим телом (обзор основных моделей), экспериментальные исследования сопловых течений
1.2. Современное состояние вопросов теоретического и экспериментального исследований многофазных турбулентных струйных течений
1.3. Выводы к главе 1
1.4. Цель работы
1.5.Постановка задачи
5. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ДВУХФАЗНОЙ СИСТЕМЫ “СОПЛО-СТРУЯ” С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ
2.1 .Критериальные исследования двухфазных течений в соплах
2.1.1. Блок формирования двухфазного газокапельного потока
(камера смешения)
2.1.2 Одномерная математическая модель течения двухфазного рабочего тела в осесимметричном сопле
2.1.3. Выбор исследуемых критериев и диапазонов их варьирования
2.1.4. Результаты проведённых расчётов
2.1.4.1 Исследование влияния концентрации э/сидкой фазы
2.1.4.2.Исследоваие влияния геометрических критериев
2.1.4.3. Исследование влияния давления перед сотом
2.1.5.Скольжение фаз на срезе сопла (динамическая неравновес-
ность)
Результаты критериальных исследований двухфазных высококон-

центрированных течений в соплах
2.2. Параметрические исследования двухфазных газокапельных струй с высокой концентрацией жидкости
2.2.1 .Система уравнений, описывающих осесимметричную двухфазную турбулентную струю
2.2.2.Выбор диапазонов исследуемых параметров и граничных условий для проведения расчётов
2.2.3.Результаты параметрических расчётов газокапельных струйных течений
2.3.Выводы по главе
3. МОДЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА И МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ И СОПЛОВЫХ ТЕ-ЧЕНИЙ С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ЖИДКОСТИ В ГАЗЕ
3.1.Лабораторный стенд для проведения экспериментальных исследований газокапельных течений
3.2 Методы измерений параметров исследуемых двухфазных течений
3.2.1. Динамометрический метод
3.2.2. Газодинамический метод
3.2.3. Лазерно-оптический метод интегрирующей диафрагмы
3.2.4 Фотография
3.3 .Выводы к главе
4. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУХФАЗНОЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ СИСТЕМЫ “СОПЛО-СТРУЯ” С ВЫСОКОЙ КОНЦЕНТРАЦИЕЙ ДИСПЕРСНОЙ ФАЗЫ
4.1. Получение интегральных характеристик двухфазного газокапельного потока на срезе сопла
4.2. Определение полей параметров в двухфазных струях
4.2.1. Результаты измерений параметров двухфазных струй с помощью зондового метода
4.2.2.Результаты измерений дисперсности жидкой фазы в двухфаз-

ных струях методом интегрирующей диафрагмы
4.3. Выводы по главе
5.СОВМЕСТНЫЙ АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ДВУХФАЗНОЙ ГАЗОКАПЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ “СОПЛО-СТРУЯ”
5.1. Сравнение скоростей фаз на срезе сопла, полученных по экспериментальным и теоретическим исследованиям двухфазных газокапельных те-

чении в соплах
5.2. Сравнение результатов параметрических расчётов двухфазных струй
с результатами экспериметов
5.2.1. Сравнение результатов параметрических расчётов двухфазных
струй с результатами экспериментов
5.2.2 Проведение расчётов струй с начальными полями параметров, соответствующих экспериментальным данным
5.3. Практическое использование результатов проведённых научных исследований
5.3.1.Выбор параметров системы пожаротушения малой мощности (ПРС)
5.3.2.Сравнение максимальной физической дальности при одинаковых давлениях и расходах жидкости для двухфазных и однофазных

систем
5.4. Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

1.4. Цель работы
Исходя из изложенного выше, цель данной работы формулируется следующим образом:
1. Проведение теоретических и экспериментальных исследований двухфазных течений в соплах и струях с высокой концентрацией дисперсной фазы.
2. Выбор исследуемых параметров, области их варьирования и критериев оценки для математического моделирования и экспериментального исследования.
3. Проверка адекватности математических моделей, используемых при расчётах, на основании результатов экспериментальных исследований.
4. Выработка рекомендаций для решения прикладных задач.
1.5. Постановка задачи
Обзор современного состояния вопроса исследований многофазных течений в соплах и струях и сформулированные выше цели настоящей работы предполагают постановку задачи исследования следующим образом:
1. Определение объекта исследований.
Объектом исследований для настоящей работы является двухфазная газокапельная система “сопло-струя” с высокой массовой концентрацией жидкой фазы. Структуру этой системы (вниз по потоку) можно определить так:
• началом системы является блок формирования двухфазного потока, обеспечивающий газокапельное течение с заданными параметрами на входе в сопло.
• сопло с двухфазным рабочим телом, обеспечивающее разгон полученной газокапельной смеси с высокой массовой концентрацией жидкой фазы.
• Свободная турбулентная двухфазная газокапельная струя, истекающая из сопла.
2. Выбор методов проведения