Теплозащитные свойства пристенных газожидкостных завес

• Автор: Шаров, Константин Александрович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 167 с. : ил.

1 глава. АНАЛИЗ РАБОТ ПО ИССЛЕДОВАНИЮ ЭФФЕКТИВНОСТИ

ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ЗАВЕС

1.1. Обзор теоретических работ

1.2. Обзор экспериментальных работ

1.3. Выводы и постановка задач

2 глава. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА, ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ

АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТОВ

2.1. Экспериментальная установка

2.2. Измерительные схемы и аппаратура

2.3. Оценка погрешности измерений

2.4. Отладочные опыты и основные характеристики рабочего участка

3 глава. ИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ ТЕЧЕНИЯ В
ЦИЛИНДРИЧЕСКОМ КАНАЛЕ ПРИ НАЛИЧИИ ПРИСТЕННОЙ ГАЗОЖИДКОСТНОЙ
ЗАВЕСЫ
3.1. Исследование процессов осаждения жидкости на стенки вертикального цилиндрического канала
3.1.1. Средняя толщина и волновые характеристики свободно стекающей плёнки жидкости
3.1.2. Осаждение жидкости на стенки канала из пристенных газокапельных струй
3.2. Тепловая и концентрационная структура пограничного слоя при наличии газожидкостной завесы
3.2.1. Профили температур и концентраций двухфазного пограничного слоя в цилиндрическом канале
4 глава. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ГАЗОЖИДКОСТНЫХ ЗАВЕС
4.1. Эффективность газожидкостной завесы в вертикальном цилиндрическом канале
4.1.1. Эффективность газожидкостной завесы при переменном параметре вдува
4.1.2. Влияние температуры основного потока на эффективность газожидкостных завес
4.1.3. Влияние массовой концентрации парожидкостного компонента в пристенной струе на эффективность двухфазных завес
4.1.4. Влияние на эффективность теплофизических свойств парожидкостного компонента
4.2. Эффективность газожидкостной завесы в горизонтальном цилиндрическом канале
4.2.1. Влияние концентрации жидкости во вторичном
потоке
4.2.2. Влияние температуры основного потока
4.3. Анализ результатов экспериментального исследования газожидкостных завес
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЕ
РОССИЙСКАЯ
ГОСУДАРСТВЕННАЯ
БИБЛИОТЕКА
Проблема защиты рабочих поверхностей энергетических установок от воздействия высокотемпературных и агрессивных потоков существует давно и ее решению посвящено большое число исследований. Данная задача не потеряла своей актуальности и в настоящее время, поскольку одним из возможных путей повышения кпд энергетических установок является увеличение температуры рабочего процесса.
В связи с этим для тепловой защиты теплонагруженных поверхностей широкое распространение получили пристенные охлаждающие струи [22, 26, 31, 34, 35,] (газовые завесы). Течение и тепломассообмен однофазных газовых завес изучено достаточно глубоко в работах [15, 26, 27, 34, 35, и др].
Эффективность тепловой защиты стенок можно повысить путем введения в поток газа, подаваемого на охлаждение мелкодисперсных капель жидкости. Это отмечается в экспериментальных работах опубликованных в конце 20'го века [16, 71], причем достаточно сильные эффекты достигаются при относительно малых (не более 5-10% по массе) содержаниях жидкой фазы в пристенной струе. При этом в газожидкостной завесе за счёт процесса испарения капель происходит снижение температуры газа в пристенном слое по сравнению со случаем подачи в пристенную струю только газовой (паровой) фазы.
В 80-х годах 20-го века был опубликован ряд работ [7-14, 36, 37] посвящённых теоретическому исследованию защитных свойств газожидкостных завес и созданию методов расчёта ;их тепловой эффективности. В 2000-2002 годах появились работы [49, 50, 74] в которых проводится численное моделирование процессов тепломассообмена в пограничном слое при наличии газожидкостной завесы. С помощью численных расчётов исследуется влияние на защитные характеристики завес различных факторов.

І 1 і і ьі——і 1-І J—
4 6 8 10 20 40 6060100 лос
Рис. 1.15. Эффективность воздушноводяной завесы и безразмерные температуры фаз при разных d2 и ф рс = 0,1 МПа; у = 15°; а-в - Rei = 6,5*103; m = 1,0; 2 - Rei = 8,5*103; m =0,64; а - d2 = 0,011; б - 0,016; в - 0,02; г - 0,014.
Расчёт: 1 - равновесная фаза ( ф = со), 2-4 - газопаровая фаза (2 - ф = 3; 3 -1; 4 - 1/3), 5 - жидкость.
Эксперимент: 6 - воздух; 7 - воздух + Н20; 8 - жидкость; 9 -газопаровая фаза.