Індекс рубрикатора НБУВ: Ж605.5-02

Рубрики:

Апарати вихрового типу

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розв'язано задачу з виявлення когерентних вихрових структур Гьортлера у пристінній області вихрової камери. Визначено масштаби вихрових структур та їх зв'язок з характеристиками потоку та масштабами внесених збурень. Досліджено природні закономірності формування повздовжніх вихрових систем під дією масових сил, які виникають над обтічною поверхню вихрової камери з повздовжньою кривиною. Показано специфічні особливості виникнення вихорів Гьортлера та їх розвитку вниз за потоком над обтічною поверхнею.

Наведено результати експериментальних досліджень із вивчення впливу різноманітних геометричних параметрів тупикової області вихрової камери, а також сопла, через яке здійснюється підведення повітря у вихрову камеру, на характеристики найбільш енергонесучих пристінних когерентних вихрових систем у вихровій камері. Показано вплив глибини тупикової області вихрової камери, кута повороту сопла відносно осі вихрової камери, кута тангенційності впускного сопла на ці структури. Наведено, з якими геометричними параметрами досягається максимальне розширення струменя, який заходить до вихрової камери.

Індекс рубрикатора НБУВ: Ж605.5-02

Рубрики:

Апарати вихрового типу

Шифр НБУВ: Ж69472 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено результати приблизного рішення рівнянь Нав'є - Стокса та нерозривності потоку стосовно випадку вихрового руху газового потоку у вісесиметричному конічному каналі. Одержано формули для обчислення складових повної швидкості газового потоку. Результати аналітичного розрахунку є підгрунтям для створення моделі двофазного потоку у вихровому грануляторі.

Наведено фізичну модель кінематики тупикових течій у камерах із зосередженим тангенціальним підведенням газу. На підставі експериментального вивчення механізму підтягування рідини (газу) до глухого торця дозволяє розроблено фізичну модель "торцевого ефекту". Вперше отримано дослідні дані про багатошарову структуру осередненої течії в тупиковій частині вихрової камери за різних глибин розташування торця щодо одиночного впускного сопла. Встановлено закономірності та запропоновано емпіричні формули, що описують залежність геометрії та кінематики тупикової течії від вхідних параметрів: геометрії вихрової камери, сопла та режимів роботи. Для розрахунку вихрових камер запропоновано спеціально складену програму. Надано рекомендації щодо використання отриманих даних про особливості тупикових течій під час проектування вихрових камер з зосередженим тангенціальним підведенням робочого середовища.

Приведены результаты экспериментальных исследований пневмометрическим методом воздействия турбулентной затопленной струей, которая эжектируется через торцевое сопло, на структуру течения в тупиковой части цилиндрической вихревой камеры. Визуализационные картины и профили выявили особенности взаимодействия торцевой струи с энергонесущим вихревым образованием, определяющим общую структуру течения в тупиковой и проточной частях вихревой камеры.

Приведена конструкция многофункционального вихревого аппарата со встречными закрученными потоками, которую можно использовать для проведения различных физико-механических процессов в условиях активных гидродинамических режимов.

Наведено математичну модель, яка описує стаціонарні процеси взаємодії полідисперсного гетерогенного та набігаючого потоків, які здійснюються у вихрових апаратах змішування та поділу, для визначення швидкостей і координат компонентів суміші, що надає можливість розрахувати довжину шляху та визначити траєкторію окремої частки.

Приведены экспериментальные и расчетные данные, на основании которых определено влияние геометрических факторов на аэродинамическое сопротивление (АДС) вихревого аппарата (ВА). Приведена математическая модель расчета АДС ВА. Полученные результаты можно использовать для оптимизации конструкции ВА, в том числе на производстве по вспучиванию пористых дисперсных частиц в нагретом потоке.

Аналізуються особливості поверхонь із заглибинами різної форми, які мають специфічні гідродинамічні властивості. Серед них найунікальніші - осцилюючий у заглибині вихор і швидше зростання теплообміну у порівнянні зі збільшенням гідравлічних втрат. Ці властивості можуть використовуватися для створення нових технологій вихрової термоаеродинаміки. Розглядаються осовні досягнення фундаментельних досліджень гідродинаміки поверхневих вихрових генераторів та нові практичні застосування їх результатів в авіації, енергомашинобудуванні, інших галузях промисловості.

Запропоновано результати експериментального дослідження нестандартного методу керування процесами переносу маси та імпульсу в робочих середовищах вихрових камер, який полягає у внесенні до вхідного потоку вихрових збурень від крилоподібного елемента, що знаходиться у режимі флатера. Вивчено реакцію найбільш енергонасиченої когерентної вихрової структури на керувальні дії шляхом порівняння статистичних характеристик течії, амплітудно-частотних спектрів середньо квадратичного відхилення актуальної швидкості, а також просторово-частотного розподілу енергії пульсаційного руху за умов наявності та відсутності зовнішніх вихрових збурень. Виявлено можливість керування структурою течії на мікрорівні, зокрема досягненням "зворотного розпаду вихорів".

Дослідження тонкої структури обмеженої течії та можливостей керування нею у вихрових камерах як елементах енергетичних та технологічних машин і апаратів для оптимальної організації їх робочих процесів. Мета роботи - пошук більш досконалих методів керування енергоємними когерентними вихровими структурами (ЕКВС), які значною мірою впливають на процеси переносу маси, імпульсу та енергії в закручених потоках і, таким чином, визначають ефективність роботи устаткування. З використанням візуалізації та термоанемометричних вимірювань кінематичних характеристик пристінної течії у дослідній вихровій камері визначено просторово-частотні області ЕКВС, придатні для коректного статистичного аналізу ефекту спрямованій дії на неї штучними збурювальними вихровими утвореннями. Вони генеруються прямокутною канавкою або трьома напівсферичними лунками певних розмірів, що вмонтовані безпосередньо у впускне сопло камери при витримуванні необхідних умов концепції взаємної сприйнятливості вихрових структур. Числова обробка виміряних сигналів здійснена на основі алгоритму швидкого перетворення Фур'є. Енергетично незначні керувальні дії на вхідний потік викликають істотне збільшення спектральної щільності потужності пульсацій швидкості на найбільш енергоємних частотах - приблизно у 2 - 11,5 разу залежно від виду вихорогенератора та частотного діапазону, включаючи "перекачування" енергетичної щільності до найбільш великомасштабних вихрових складових ЕКВС. Це виявляє в ній всі ознаки типової відкритої нелінійної динамічної системи: наявність режимів із загостренням, у яких підживлення енергією від керувальних вихорів та її синфазне сприйняття вихровими утвореннями гьортлер-людвігівської природи відбуваються не по всьому спектру мод, а селективно, лише для певних гармонік. Висновки: експериментально доведено можливість ефективного і малозатратного керування структурою закручених течій на макро- та мікрорівнях, що відкриває перспективу розробки новітніх засобів інтенсифікації процесів переносу транспортабельних субстанцій у циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, у вихрових пальниках, камерах згоряння, камерах ракетних двигунів, топкових пристроїв, плазмотронів, змішувачів, хімічних реакторів, ядерних енергоустановок тощо.

Проблематика. Підвищення ефективності робочих процесів енергетичних і технологічних машин та апаратів вихрового типу. Мета дослідження - статистичний аналіз експериментальної перевірки нових методів керування енергоємними когерентними вихровими структурами, вплив яких на процеси переносу маси, імпульсу та енергії в закручених потоках суттєво визначає ефективність роботи устаткування. Дані спектральних оцінок запропонованих у частині 1 методів керувального впливу штучних вихрових збурень на енергоємне когерентне утворення піддані більш детальній числовій обробці на базі цифрових технологій. Аналіз розподілів усереднених величин актуальної швидкості складної закрученої течії, а також ступеня інтенсивності пульсаційного руху в характерній області найбільш енергоємної когерентної вихрової структури свідчить про її певну стійкість і квазістаціонарність руху. На цій підставі вздовж досліджуваної області проведено оцінку енергетичного балансу пульсаційного руху відповідно до окремо визначених характерних частотних діапазонів. Показано особливості дій різних типів вихорогенераторів з точки зору "жорсткості" керування процесами переносу. Дисперсійний аналіз підтвердив дані спектральної обробки інформації, наведені в частині 1, щодо виявленого явища "зворотного розпаду вихорів", найбільш типового для роботи двовимірного вихорогенератора (ВГ N 1). Розроблені методи, як і можливі їх модифікації, відкривають перспективу ефективного малозатратного керування на мікрорівні гідромеханічними, тепловими та хімічними процесами в циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, у вихрових пальниках, камерах згоряння ракетних двигунів, топкових пристроїв, плазмотронів, у змішувачах, хімічних реакторах, ядерних енергоустановках тощо.

В результате верификации математического моделирования в вихревых клапанах и вихрекамерных нагнетателях с закрытым выходом, получено, что наиболее подходящей для расчетов моделью является модель несжимаемой жидкости с учетом кривизны линий тока и вращения потока на основе SST модели турбулентности. Вихрекамерные нагнетатели в режиме закрытого выходного канала, и клапаны объединяют гидродинамические особенности течения жидкости через них и схожесть распределения давления вдоль радиуса вихревой камеры, а также наличие существенного градиента давления вдоль радиуса. Верификация проведена путем сравнения с результатами экспериментальных исследований по интегральным параметрам: давление на выходе из устройства, расход в питающем канале, расход, всасываемый в аппарат из внешней среды. Также производилось сравнение и по кинематическим параметрам на основе сравнения статического давления на верхней торцевой крышке вихревой камеры. Более точные результаты получены для вихревого аппарата с радиальным диффузором.