Разработка и исследование вихревых систем термостатирования авиационного оборудования

• Автор: Алексеенко, Василий Павлович
• Шифр специальности: 05.07.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 158 с. : ил

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а - скорость звука, м/с;

а - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2-К;

Ср - изобарная теплоемкость, КДж/кгК;

О - диаметр вихревой трубы, мм;

с1 - диаметр отверстия диафрагмы, мм;

F - площадь, мм2;

в - массовый расход, кг/с;

к - показатель адиабаты;

ё - относительный массовый расход вихревой трубы;

е - удельная энтальпия, Дж/кг;

Д - удельная энтропия, Дж/кг;
м - число Маха;
1 - длина, м;
р - давление, Па;
ч - удельный тепловой поток, Вт/м";
т - температура, К;
к - газовая постоянная, Дж/кг-К;
Q - количество тепла, Дж;
Яе - критерий Рейнольдса;
Рг - число Прандтля;
АТ - разность температур,К;
со - угловая скорость, с'1;
г - радиус, мм;
р. - массовая доля холодного потока;
0 - относительная температура;
% - степень расширения газа в вихревой трубе;
г] - температурная эффективность;
р - плотность, кг/м3;
т - время, с;
Ф - относительная влажность воздуха, %;
о - среднеквадратичная погрешность;
4 - коэффициент сопротивления трения.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Состояние вопроса и задачи исследования
1.1 Анализ гипотез, объясняющих энергоразделение потоков. Гипотеза взаимодействия вихрей А.П. Меркулова
1.2 Вихревой эффект и его экспериментальное исследование. Сущность вихревого эффекта и конструкции вихревых труб
1.3 Основные научные направления исследования вихревых труб
1.4 Цель и задачи исследования
2. Исследование вихревых систем термостатирования с помощью математического моделирования
2.1 Проблемы развитга и совершенствования математического аппарата исследования вихревого эффекта
2.2 Методика расчета геометрических параметров вихревой трубы
2.3 Уточненная физико-математическая модель процесса энергоразделения в вихревой трубе
2.4 Методика расчета газодинамических параметров вихревой системы термостатирования
2.5 Программное обеспечение
Выводы по главе
3. Экспериментальное исследование вихревых систем термостатирования
3.1 Экспериментальное исследование вихревой трубы
3.2 Испытания вихревой трубы для вихревых систем термостатирования
3.3 Планирование оптимального эксперимента для исследований вихревой трубы
3.4 Сравнение результатов расчетов и экспериментов
Выводы по главе

Обобщенные характеристики (рис.2.1) построены по результатам исследований вихревой трубы (3т=33 мм на воздухе и представляют собой серию кривых:
М'7! ~ ЇІМ’Л).
На координатную сетку обобщенных характеристик, кроме прямоугольника координат, наносится сетка двух пучков лучей. Лучи, выходящие из точки р=0 (левый пучок), соответствуют холодному потоку, каждый из них представляет собой линию р=сошб Лучи, выходящие из точки р=1 (правый пучок), соответствуют горячему потоку, каждый из этих лучей представляет собой линию ГрСОШЙ Величина рг по аналогии с р называется «температурной эффективностью горячего потока» и выражает отношение эффекта подогрева горячего потока к изоэн-тропному эффекту охлаждения:
АТ г Т А OF -Т 1
АТ S к-1 " (і V
Т 1 01

Линейная шкала значений р и pF нанесена на вертикаль, проходящую через точку р=0,5.
Каждая кривая п= const обобщенных характеристик построена по огибающей серии кривых Atx=f(p, d2), поэтому каждому значению р соответствует вполне определенное значение относительного диаметра d2; отверстия диафрагмы, определяемое зависимостью:
= 0,350 +0,313 р. (2.15)
При заданных яи Тш обобщенные характеристики позволяют определить для любого значения р следующие величины:
- температурную эффективность р вихревой трубы, по которой определяется температурный эффект охлаждения осевого потока: