Экспериментальное исследование структуры течения в слое смешения сверхзвуковой струи при наличии продольных вихрей

• Автор: Киселев, Николай Петрович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 130 с. : 46 ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 ОБЗОР РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССОВ
СМЕШЕНИЯ В СДВИГОВЫХ ТЕЧЕНИЯХ...:
1.1 Методы интенсификации процессов смешения в сверхзвуковых струях
1.2 Пространственная структура течения в слое смешения сверхзвуковой струи
1.3 Постановка задачи
Выводы к главе
ГЛАВА 2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ
2.1 Вертикальная струйная установка ИТПМ СО РАН
2.2 Струйный модуль гиперзвуковой аэродинамической трубы Т-326 ИТПМ СО РАН
2.3 Автоматизированная система сбора и обработки экспериментальных данных
2.4 Методика сбора и обработки экспериментальных данных
Выводы к главе
ГЛАВА 3 СТАЦИОНАРНАЯ СТРУКТУРА СВЕРХЗВУКОВЫХ
СТРУЙ
3.1 Структура течения в начальном участке сверхзвуковой неизобарической струи
3.2 Экспериментальное исследование структуры сверхзвуковой струи при изменении геометрии входного участка сопла
3.3 Влияние кривизны линий тока на интенсивность продольных вихрей в слое смешения сверхзвуковых струй
Выводы к главе

ГЛАВА 4 ГЕНЕРАЦИЯ ПРОДОЛЬНЫХ ВИХРЕЙ В СЛОЕ СМЕШЕНИЯ СВЕРХЗВУКОВОЙ СТРУИ
4.1 Экспериментальное исследование генерации продольных вихрей с помощью стационарного искусственного единичного возмущения
4.2 Влияние различного количества искусственных микронеровностей на структуру сверхзвуковой струи
4.2.1 Экспериментальные данные для сверхзвуковой недорасширенной струи Ма
4.2.2 Экспериментальные данные для сверхзвуковой перерасширенной струи Ма
4.3 Эксперимент с микрогофрированной поверхностью сопла
4.4 Эксперимент с микроструей на начальном участке сверхзвуковой струи
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
с1- диаметр,
Ба- диаметр выходного сечения сопла,
Ид- диаметр входного сечения длинного сопла,
Бк- диаметр входного сечения короткого сопла,
К- кривизна линий тока,
Ьд- длина длинного сопла,
Ьк- длина короткого сопла,
Ма- число Маха на срезе сопла, пр - степень нерасчетности струи,
Ра- полное давление в форкамере струйной установки,
Р,- полное давление в потоке струи,
Рс- полное давление в рабочей камере струйной установки,
Npr= Ро/Рс- отношение давлений
Ка- радиус выходного сечения сопла,
г, г и г2, г3- радиальные расстояния от оси струи,
Т0- температура торможения, и - скорость потока, ёи/ёх-градиент скорости,
х- продольная координата, совпадающая с осью струи,
<р- азимутальная координата струи, у- показатель адиабаты,
<5- толщина слоя смешения,
8 - толщина вытеснения,
V- кинематическая вязкость,
Ки=(у/и2)/ёи/ёх- параметр ускорения,
(Кеа)а=иаё/у- число Рейнольдса, рассчитанное по параметрам на выходе из сопла,

установлены направляющие штанги (9). Последние служат для крепления к ним траверсы (10), на которую монтируется преграда (11) или измерительные координатники (на схеме не показаны). Положение преграды может изменяться относительно среза сопла с помощью механизма перемещения, приводимого в действие электродвигателем.
Установлено, что пространственная неоднородность в струе “привязана” к поверхности сопла. Поэтому за счет вращения сопла вокруг оси будет реализовано азимутальное перемещение струи относительно пневмоприемника полного давления (трубка Пито). Измерения в слое смешения сверхзвуковой струи проводилось с помощью приемника полного давления. Приемник полного давления (трубка Пито) диаметром 0.6 мм крепится к измерительному координатнику, изготовленному .на основе микровинта шагового электродвигателя. Координатник обеспечивает перемещение пневмоприемника по радиусу с точностью Аг= 0.05 мм и вдоль оси струи с точностью Ах= 0.1 мм. Вращение сопла (включая его дозвуковую часть) осуществлялось с помощью шагового двигателя, установленного на координатном устройстве. Данная схема позволяет исследовать изменение полного давления Р, в зависимости от радиуса струи г, от продольного расстояния х, и от азимутального угла (р. Давление в ресивере струйной установки поддерживалось постоянным с точностью 2%. Давление в струе Р, и в форкамере установки Р0 измерялось с помощью индуктивных датчиков (ДМИ). Калибровка датчиков давления проводилось до и после эксперимента. На рис. 2.3. представлены типичные калибровочные зависимости. Давление, подводимое к датчикам при калибровке, изменялось от 0 до 4 ат, то есть в пределах значений рабочего давления, регистрируемого в экспериментах. Использовался прямой и обратный ход (от 0 до 4 ат, затем от 4 до 0 ат). Затем в реальном эксперименте с учетом калибровки проводился пересчет уровней в давление. Температура в форкамере Т0ф измерялось с помощью термопары.