Разработка модели и исследование теплового режима охлаждаемых конструкций силовой установки самолета

• Автор: Су Мен Ел
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 187 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ПРОБЛЕМАТИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

1 Л. Физические основы образования льда

1.2. Влияние обледенения проточной части на эксплуатационные характеристики ГТД

1.3. Метеорологические условия обледенения

1.4. Критерии обледенения ГТД

1.5. Интегральные модели обледенения конструкций самолета

1.6. Постановка задачи исследования

2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРНОГО ПОЛЯ УГЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Температурное поле двухгранного угла конструкции

2.2. Тепловой поток на поверхности двухгранного угла конструкции с острой вершиной
2.3. Анализ полученных решений
2.4. Теплоаккумулирующие свойства конструкции со срезанной вершиной
2.5. Теплоаккумулирующие свойства конструкции с закругленной вершиной
2.6. Распространение полученных результатов на пространственную задачу
2.6.1. Температурное поле трехгранного угла конструкции
2.6.2. Тепловой поток на поверхности трехгранного угла конструкции с острой вершиной
2.6.3. Тепловой поток на поверхности закругленного трехгранного угла конструкции

3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЛЕДЕНЕНИЯ УГЛОВЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КОНСТРУКЦИЙ
ЗЛ. Факторы обледенения конструкций самолета
ЗЛЛ. Поведение улавливаемой воды на поверхности
ЗЛ.2. Процесс кристаллизации пленки воды
ЗЛ.З. Исследования поверхностных явлений
3.2. Математическое описание и анализ процесса охлаждения и образования льда в узлах сопряжений поверхностей конструкций
3.2.1. Распределение льда на двухгранных углах конструкции
3.2.2. Распределение льда на трёхгранных углах конструкции
3.3. Влияние переохлаждения углов конструкции на обледенение
4. МЕТОДИКИ И ОБОРУДОВАНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1. Методики и оборудование лабораторных имитационных испытаний
4.2. Требования и схемотехнические решения испытаний на климатических стендах
4.3. Требования, предъявляемые к стендам для проведения испытаний в условиях искусственного обледенения
4.4. Измерительная система испытаний на обледенение
4.5. Определение параметров окружающей среды
4.6. Приборы для определения водности
4.7. Приборы для определения размеров капель
4.8. Маршрутная технология проведения испытаний
5. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ АНАЛИЗ
5.1. Исследование обледенения элементов конструкции в лабораторных условиях
5.2. Исследование параметров физических процессов обледенения в воздушном потоке на стенде
5.2.1. Оценка распределения частиц по размерам
5.2.2. Оценка равномерности обводнения
5.2.3. Методика обработки результатов измерений льда на размерной сетке
5.2.4. Методика определения степени переохлаждения жидкости
6. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
7. ЛИТЕРАТУРА

ской формы. Эти неровности характеризуются диаметром с1г, высотой кг и расстоянием между ними Между этими величинами есть корреляции: /г,. = 0,515й?,., эг= 1,1344- Для описания явления вводится безразмерный параметр:
Ас=10>мт.
ср'*
Диаметр неровностей в начале растет по линейному закону в зависимости от времени, а затем он остается практически постоянным. Это объясняется соотношением сил поверхностного натяжения, силы тяжести и аэродинамического давления на каплю воды, образующейся на поверхности. Продолжительность начального периода можно оценить из условия: Ас=0,12. Наибольший диаметр неровности (тот, который возникает после Ас=0,12) определяется величиной фактора замерзания. Приведенные в работе данные по величине наибольшего диаметра неровностей обобщаются зависимостью:

и+ 0
с погрешностью 10%.
В начальный период диаметр неровности можно оценить по формуле:
аг = Ш™ЛС.
Размер гладкой зоны уменьшается со временем и его можно определить по зависимости: 8У = (7,4-Д.)КГ3.
Понятно, что при Ас=0,82 гладкая зона исчезает.
Расчет текущей конфигурации поверхности тела
Форма льда моделируется, как приращение к толщине слоя льда в каждом контрольном объеме, полученное из расчета массы льда замерзшего в течение заданного периода [71]. Процедура определения изменения геометрии тела на шаге по времени показана на рис. 1.12.