Измерения скорости газа в ракетно-космической технике

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»


Турбулентность в свободной атмосфере обычно оценивается в 0,02%. В рабочей части аэродинамической трубы она может быть на два порядка выше, что обусловлено функционированием инженерных устройств, в том числе работой вентилятора, срывом потока за кромкой направляющих лопаток, спрямляющих решеток, особенностями устройства тракта аэродинамической трубы. Различными техническими приемами, в том числе и увеличением степени под-жатия в сопле, установкой детурбулизирующих сеточных фильтров, можно довести турбулентность набегающего потока до 0,1 %.


Иллюстрацией влияния степени турбулентности на теплообмен служат экспериментальные данные, представленные на рис. 13, где число Стантона St = атрpxvх, ат коэффициент


теплоотдачи.

Рис. 13. Влияние степени турбулентности на теплообмен на пластине


Видно, что увеличение степени турбулентности от 1,3 до 7,5 %, снижает число Рейнольдса по координате х установления турбулентного режима при обтекании пластины более чем на порядок: с 106 до 105. Одновременно несколько возрастает интенсивность теплообмена по сравнению с асимптотической зависимостью пограничного слоя. Эксперимент исследований теплообмена турбулентных струй с затупленными телами показывает, что критериальное соотношение для теплообмена в окрестности точки торможения при ламинарном течении необходимо дополнить


множителем, зависящим от ех, Nu = 0,763 Re0 5 Pr0,4 (1 + а гП Reb), где постоянные а, n, и b несколько различаются у разных авторов, но наиболее экспериментально обоснованы два набора: n = 1,1, b = 0,275 и n = 0,78, b = 0,43. В любом случае теплоотдача в точке торможения увеличивается с ростом степени турбулентности набегающего потока почти линейно и асимптотически стремится к закону Nu ~ Re0,8 для турбулентного режима течения в пограничном слое при больших числах Рейнольдса.


Вариант нахождения локальных значений степени турбулентности реализован в исследовании воздействия газового потока на турбинные лопатки. Локальные параметры теплообмена определяются на модели лопатки, измерительные секции которой отделены друг от друга теплоизолирующими вставками

Скачать в pdf «Измерения скорости газа в ракетно-космической технике»