Полная версия

Главная arrow Математика, химия, физика arrow Безмашинные методы энергоразделения газовых потоков

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ СЖИМАЕМОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА

Описание экспериментального стенда

Экспериментальные исследования проводились на малорасходной аэродинамической установке НИИ механики МГУ. Схема экспериментального стенда представлена на рис. 5.1.

Он предназначен для исследования энергообмена через теплопроводную стенку между дозвуковым и сверхзвуковым потоками. Энергообмен осуществляется в рабочей части стенда (на рис. 5.1 выделено штриховой линией). Она состоит из двух коаксиальных каналов — внутреннего (I) и внешнего (II), разделенных теплопроводной перегородкой. По внутреннему каналу газ течет со сверхзвуковой скоростью, по внешнему — с дозвуковой.

Внутренний канал (I) состоит из семи латунных секций, собранных воедино, каждая длиной 100 мм с внешним диаметром 29 мм. В первых четырех секциях внутренний канал конический (конусность 1 : 50). Входной диаметр первой секции — 6 мм, выходной диаметр четвертой секции — 14 мм. В последних трех секциях внутренний канал цилиндрический с диаметром 14 мм. На входе во внутренний канал устанавливались сменные сверхзвуковые сопла (рис. 5.2). Всего использовалось три сопла с расчетными числами Маха на срезе при изоэнтропическом истечении воздуха 1,8; 2,0 и 2,5. На выходе из внутреннего канала располагался сверхзвуковой диффузор внешнего сжатия 5. Сверхзвуковые сопла и диффузор изготовлены из эбонита. После диффузора поток попадал в ресивер 10, изготовленный из полиэтилена низкого давления с внутренним диаметром 90 мм, длиной 300 мм, толщиной стенки 10 мм. Ресивер свободно сообщался с атмосферой через выходное отверстие диаметром 20 мм.

Внешний кольцевой канал (II) рабочей части стенда образован внутренней поверхностью стальной трубы 4 диаметром 32 мм и внешней поверхностью латунных секций 3 диаметром 29 мм. Вход и выход потока осуществлялся через стальные трубки 14 с внутренним

Схема рабочей части экспериментального стенда

Рис. 5.1. Схема рабочей части экспериментального стенда:

Вид Б

(увеличено)

о°

17

2т

О

і /

1 ~тФ_|

_

_I

и

029

032

/-і

Г“'

1

І-Ьч. О

т ^~ СЧ'

а — стенд для исследования энергоразделения потоков; б — схема расположения интенсификаторов теплообмена в дозвуковом канале устройства; в — вид рабочей части стенда при исследовании параметров течения в сверхзвуковом канале устройства; 1,9 — форкамеры; 2 — сверхзвуковое сопло; 3 — латунный стержень с внутренним коническо-цилиндрическим каналом; 4 — труба с теплоизоляцией; 5 — выходной диффузор; 6 — регуляторы давления; 7— расходомерное устройство; 8— электрические нагреватели; 10, 11 — ресиверы; 12 — вентиль; 13 — кольцевые интенсификаторы; 14 — входной и выходной патрубки

І

/

м*

^ехр

/, мм

Ьх, мм

ІД-, мм

^горла’ ММ

/)0, мм

°

а,0

1

1,8

1,63

3,9

9,81

27

5,05

6

6

1,1

2

2

1,93

8,47

16,58

27

4,95

6

6

1,1

3

2,5

2,3

6,77

27

27

3,88

6

6

1,1

Рис. 5.2. Схема конических сопел

диаметром 10 мм, расположенные перпендикулярно оси канала. Форкамера 9 соединялась с входной трубкой через гибкий рукав с внутренним диаметром 14 мм длиной 100 мм. После кольцевого канала поток поступал в ресивер 11, выполненный из эбонита с внутренним диаметром 20 мм длиной 100 мм, заключенным в металлический кожух. Через вентиль 12 ресивер сообщался с атмосферой. На рис. 5.1, а показан вариант подключения рабочей части по про-тивоточной схеме течения потоков, при прямоточной схеме форкамера 9 и ресивер 11 меняются местами. На некоторых режимах работы стенда использовались интенсификаторы теплообмена в виде кольцевых выступов. Их форма, расположение и размеры приведены на рис. 5.1, б. Все внешние поверхности стенда покрыты теплоизо-лятором — вспененным полиэтиленом толщиной 10 мм.

Подача сжатого воздуха (до 18 МПа) на стенд осуществляется из баллонов общим объемом 3000 м3, в которые он поступал после компрессора, пройдя через масляный фильтр и систему осушки. Этим обеспечивается относительная влажность не более 0,1% при Т = 300 К и Р = 18 МПа.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>