Авиационный ГТД в системе пожаротушения большой мощности и дальности действия

• Автор: Истомин, Евгений Андреевич
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 159 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ИССЛЕДОВАНИЕ ДВУХФАЗНОЙ СТРУИ

1.1 Математическая модель двухфазного струнного течения, использовавшаяся при

проведении расчетов

1.2 Краткое описание метода решения системы осрсднснных уравнений

1.3 Исследование и расчет двухфазной струн

1.4 Выводы
2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕЧЕНИЯ В СОПЛЕ ДВУХФАЗНОГО ВОДО-ВОЗДУШНОГО РАБОЧЕГО ТЕЛА

2.1 Введение

2.2 Постановка задачи
2.3 Модель рабочего тела
2.4 Расчет скорости течения «фиктивного газа»
2.4.1 Модель рабочего тела с условным обозначением 1УТр2с
2.4.2 Модель рабочего тела с условным обозначением 1УТр2
2.5 Эффективность сопла
2.6 Физические свойства рабочего тела (воды и воздуха)
2.7 Математическое решение задачи
2.8 Формулировка задачи на ЭВМ
2.9 Алгоритм решения задач
2.10 Результаты расчета
2.11 Выводы
3 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СМЕСИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА
3.1 Математическая модель расчета смесительного устройства
3.2 Выбор устройства для смесеобразования
3.3 Конструкция исследуемой модели смесителя

3.4 Стенд для экспериментального исследования
3.4.1 Схема стенда
3.4.2 Измерение поля скорости
3.4.3 Измерение дисперсности жидкой фазы
3.4.3.1 Дистанционный лазерный измеритель дисперсности аэрозольного облака методом интегрирующей диафрагмы
3.4.3.2 Метод интегрирующей диафрагмы
3.4.3.3 Схема лазерной системы измерения параметров аэрозольного облака в широком диапазоне изменения параметров частиц
3.5 Результаты эксперимента
3.5.1 Исследование основных режимов работы, корреляция с расчетом
3.5.2 Исследование скачка уплотнения в двухфазных потоках с большой
концентрацией жидкой фазы
3.5.3 Преимущество выбранной схемы смесительного устройства по сравнению с
существующими типами
3.6 Выводы
4 ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМИРОВАНИЯ СТРУИ
4.1 Введение
4.2 Технология пожаротушения и преимущества новой газодинамической
технологии
4.3 Установка формирования газокапельной струи на основе газодинамической
технологии
4.3.1 Описание установки
4.3.2 Смесительное устройство
4.3.3 Электронная система сбора данных эксперимента
4.3.4 Видео система регистрации параметров эксперимента
4.3.5 Тарировка датчиков давления
4.4 Теоретические расчеты работы струйной установки
4.5 Результаты экспериментов
4.5.1 Определение расхода жидкости
4.5.2 Определение расхода воздуха
4.5.3 Обработка результатов эксперимента
4.5.4 Итоги эксперимента
4.6 Выводы
5 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ УСТАНОВКИ НА БАЗЕ ГТД
5.1 Постановка задачи
5.2 Схема установки и се описание
5.3 Основные уравнения
5.3.1 Баланс расходов
5.3.2 Баланс мощностей

5.3.3 Полное давление в тракте двигателя
5.3.4 Полное давление в тракте теплообменников (жидкость)
5.3.5 Полное давление в тракте теплообменников (газ)
5.3.6 Полное давление в тракте рабочей воды
5.3.7 Оценка влияния технологической воды GX2
5.3.8 Уравнение теплового баланса
5.3.9 Расчет теплообменника ТОб
5.3.10 Расчет теплообменника ТОд
5.3.11 Расчет параметров парогазовой смеси
5.3.12 Расчет теплоемкости смеси с,,шз
5.3.13 Расчет теплоемкости смеси сГШ1
5.3.14 Расчет температуры парообразования воды
5.3.15 Расчет удельной теплоты парообразования
5.3.16 Расчет удельной теплоемкости пара
5.3.17 Оценка эффективности системы
5.3.18 Расчет параметров, оценивающих эффективность двигателя
5.3.19 Коэффициенты влияния на режимы работы системы
5.4 Формулировка задачи на ЭВМ
5.5 Алгоритм решения задач
5.5.1 Исходные параметры
5.5.2 Расчет в I-om приближении
5.5.3 Детальный расчет. Расчет теплообменников
5.6 Результаты расчета
5.7 Обзор по двигателям
6 ЗАКЛЮЧЕНИЕ
7 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

КУТр
= 1 +
О Пц)
(2.5.13)
Преобразуем правую часть (2.5.6) к безразмерному виду, учитывая, что на входе в сопло выполняется условие:
го=готр (2.5.14)
Тогда

т,Жг2 + тк1Ук2 _ тгоЖг02[т1-Ж г2 + П1П22 ткТУ к2)
тГПГГр тКК1угр
rnrW путр + П]П22ткктр I
тг1¥г2 +П1П12тк1Ук2
т г ' 2 ( -пV 1 _ р /пгь )+1 + П1П12тк п 2(1-77,,)'
132 } П2
(2.5.15)
Т]с - эффективность сопла по сравнению с суммарной энергией при раздельном истечении фаз.
Сравним суммарную энергию фаз при раздельном истечении с энергией равновесного истечения.
_ 17 _ гпутр ккнтр _ УУ гшр + Я,Я22 №кшр Ли ~ -'
Л с (тг+ткЖ>утр1
(1 + 77, )1¥ ктр2
(2.5.16)
2.6 Физические свойства рабочего тела (воды и воздуха).
В рассмотренной модели двухфазного рабочего тела учитывается зависимость физических свойств рабочего тела от температуры. На основе предварительного анализа имеющихся теоретических и экспериментальных данных были подобранны соответствующие аппроксимирующие зависимости для параметров жидкости, газа и пограничного слоя в капле [15,44].
2.7 Математическое решение задачи.
Для выбранной модели двухфазного рабочего тела имеется система четырех дифференциальных уравнений и одного интегрального уравнения, содержащая шесть неизвестных функции (Жк,IVг,Тк,Тг,Р,г/)-аргумента х.
Необходимо решить следующую задачу:
Для заданных граничных условий, выраженных критериями подобия Я,, найти такое решение, которое обеспечивает получение шах 77 на правом конце.