Экспериментальное исследование теплообмена в сильно-охлажденном сжимаемом пограничном слое на плоской пластине

• Автор: Гуренцов, Евгений Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 146 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ГЛАВА I.
1.1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
ГЛАВА 2.
2.1.
2.2.
2.3.
2.4.
2.5.
2.6.
2.7.

ВВЕДЕНИЕ
СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИИ ТЕПЛООБМЕНА В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ ПРИ СУЩЕСТВЕННО! ПЕРЕМЕННОСТИ СВОЙСТВ ГАЗА
Свойства высокотемпературного воздуха
Потребность в данных по теплообмену при проявлении существенной переменности свойств газа
Экспериментальные исследования теплообмена в сильно охлажденном пограничном слое с использованием
ударных труб
Теоретическое описание течения и теплообмена в
пограничном слое на пластине за ударной волной
Цели экспериментальных исследований
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ УДАРНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОБТЕКАНИИ ПЛАСТИНЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ГАЗОМ
Описание экспериментальной установки
Методика измерения параметров потока за ударной
волной
Методика измерения тепловых потоков
Система измерений параметров потока и автоматизации
эксперимента на ударной трубе
Метод обработки сигналов датчиков тепловых потоков Состояние высокотемпературного потока воздуха за
ударной волной
Методические результаты измерений плотностей тепловых потоков
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИИ ТЕЧЕНИЯ ТЕЧЕНИЯ И ТЕПЛООБМЕНА В СИЛЬНО ОХЛАЖДЕННОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
3.1. Обработка данных по тепловым потокам и получение стационарных значений тепловых потоков
3.2. Результаты экспериментальных исследований
3.3. Исследование перехода от ламинарного к турбулентному
течению в сильно охлажденном пограничном слое
ГЛАВА 4. АНАЛИЗ И ОБОБЩЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ ПО
ТЕПЛООБМЕНУ В СИЛЬНО ОХЛАЖДЕННОМ ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ
4.1. Сравнение экспериментальных данных по теплообмену в турбулентном пограничном слое на плоской плас-
тине с результатами расчетов
4.2. Анализ возможных режимов развития пограничного
слоя за ударной волной
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
х - расстояние, отсчитываемое от передней кромки пластины;
1 - статическая энтальпия; т - статическая температура; р - давление;
и - продольная составляющая скорости (параллельная плоскости пластины);
1 - время;
1 - равновесная энтальпия на стенке (1 =1 +г и 2/2);
а« г аь** е е о
там- адиабатическая температура на стенке (таи=те+г и/2с) р - начальное давление в КНД ударной трубы; и - скорость ударной волны; р - плотность;
с - удельная теплоемкость воздуха при постоянном давлении;
- удельная теплоемкость воздуха при постоянном объеме; к - отношение удельных теплоемкостей (к=Ср/Су);
X - коэффициент теплопроводности; ц - коэффициент динамической вязкости;
Рг - число Прандтля; м - число Маха;
г - коэффициент восстановления;
1/1 - энталышйный фактор;
ти/там " твмивратурны® фактор;
я - местный тепловой поток к пластине;
б**- толщина потери импульса; бт** - толщина потери энергии;
ие - число Рейнольдса, построенное по продольной координате, отсчитываемой от передней кромки пластины (яех=реиех/ре); Ре**- число Рейнольдса, построенное по толщине потери импульса (Ре**=реие6**/ре);
Рет**~ число Рейнольдса, построенное по толщине потери энергии (Яет**=реиебт**/ре);

ГЛАВА 2.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА НА БАЗЕ УДАРНОЙ ТРУБЫ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ ОБТЕКАНИИ ПЛАСТИНЫ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫМ ГАЗОМ
2.1. Описание экспериментальной установки.
Для проведения экспериментальных исследований теплообмена в пограничном слое высокотемпературного воздуха использована одно-диафрагменная семисекционная ударная труба постоянного сечения с внутренним диаметром канала 100 мм. (длина камеры высокого давления (КВД)-1,5 метра, длина камеры низкого давления (КНД)-16,5 метра; толщина стенок КЦЦ-30 мм, толщина стенок КВД-50 мм).
Секции ударной трубы расположены на специальных подставках, позволяющих регулировать горизонтальное и вертикальное положение оси ударной трубы. Осевое смещение регулировалось при помощи лазера ЛГ-66. Отклонение осей секций и верхней поверхности пластины от оси установки составляет не более 0,3 градуса.
За КПД расположена измерительная секция длиной 0,35 метра (рис. 2.1) и затем барокамера длиной 0,9 метра, внутренним диаметром 0,38 метра, с полуцилиндрической вставкой диаметром 100 мм, длиной 0,75 метра, расположенной по оси барокамеры. В полуцилиндрической вставке закреплена плоская пластина шириной 100 мм, длиной 800 мм с
передней кромкой, заостренной под углом 15 градусов навстречу
потоку.
Все секции ударной трубы изготовлены из нержавеющей стали
марки 1Х18Н10Т. Для уменьшения количества окислов на внутренних
поверхностях подводящих трубопроводов, все элементы схемы вакуум-мирования и заполнения установки рабочими газами изготовлены из нержавеющей стали. Для удаления воды и окислов внутренняя поверхность установки не менее 4 раз протиралась отбеленной бязью, смоченной в спирте-ректификате.
Схема магистралей вакууммирования и заполнения камер исследуемым газом (воздухом) и КВГС представлена на рис. 2.2.
КПД откачивалась форвакуумным насосом ВН-2 до давления 1СГ2мм рт.ст. и затем заполнялась воздухом до начальных давлений Р0=1,5,10 или 40 мм рт.ст. Измерение начального давления в КНД осуществлялось при помощи образцового вакууметра и и-образного дифференциального