Другие журналы
Сетевое издание Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл. № ФС 77-61859. ISSN 2412-592X

Численное моделирование влияния вдува газа на эффективность работы устройства безмашинного энергоразделения

Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация # 06, декабрь 2016
DOI: 10.7463/aplts.0616.0852137
Файл статьи: Aplts_Dec2016_038to054.pdf (1339.51Кб)
авторы: Егоров К. С.1,2,*, Степанова Л. В.1, Рогожинский К. С.1,2

УДК 620.97

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

2 Институт Механики МГУ им. М.В. Ломоносова,
Москва, Россия

Представленная статья рассматривает численное моделирование устройства газоди-намического безмашинного энергоразделения с внутренней пористой трубой. Полученные результаты показывают, что эффективность устройства газодинамического безмашинного энергоразделения в случае перепуска газа падает (на 3-5 %) при перепуске до 30 %. Отсюда следует, что потеря тепловой эффективности из-за вдува более холодного воздуха превалирует над увеличением теплового потока за счет уменьшения коэффициента восстановления, когда увеличивается разность температур между сверхзвуковым и дозвуковым потоками. Таким образом, использование перепуска (пористой стенки) для улучшения работы устройства нецесообразно.
Также получено, что в устройстве газодинамического безмашинного энергоразделе-ния эффект может меняет “знак”: сверхзвуковой поток – охлаждается, а дозвуковой – на-гревается.
Также численное моделирование показало хорошее совпадение с аналитическим ре-шением при ламинарном режиме течения. Показано, что в случае ламинарного режима течения эффективность устройства газодинамического безмашинного энергоразделения может быть значительно выше, но реализовать это достаточно сложно.

Список литературы
  1. Бурцев С.А., Леонтьев А.И. Исследование влияния диссипативных эффектов на температурную стратификацию в потоках газа (обзор) // Теплофизика высоких температур. 2014. Т. 52. № 2. С. 310-322. DOI: 10.7868/S0040364413060069
  2. Леонтьев А.И., Бурцев С.А., Визель Я.М., Чижиков Ю.В. Экспериментальное исследование газодинамической температурной стратификации природного газа // Газовая промышленность. 2002. № 11. С. 72-75.
  3. Бурцев С.А. Исследование температурного разделения в потоках сжимаемого газа: дис. ... канд. техн. наук. М.: МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2001. 124 с.
  4. Бурцев С.А. Исследование устройства температурной стратификации при работе на природном газе // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2004. № 9. С.1-21. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/516097.html (дата обращения 01.09.2016). DOI: 10.7463/0904.0516097
  5. Бурцев С.А. Исследование работы устройства температурной стратификации на воде и природном газе // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2005. № 5. С.1-20. Режим доступа: http://technomag.bmstu.ru/doc/529473.html (дата обращения 01.09.2016). DOI: 10.7463/0505.0529473
  6. Здитовец А.Г., Титов А.А. Экспериментальное исследование газодинамического метода безмашинного энергоразделения воздушных потоков // Тепловые процессы в технике. 2013. № 9. С. 391-397.
  7. Здитовец А.Г., Виноградов Ю.А., Стронгин М.М. Экспериментальное исследование температурной стратификации воздушного потока, протекающего через сверхзвуковой канал, с центральным телом в виде пористой проницаемой трубки // Известия Российской Академии наук. Механика жидкости и газа. 2013. № 5. С. 134-145.
  8. Виноградов Ю.А., Егоров К.С., Попович С.С., Стронгин М.М. Исследование тепломассообмена на проницаемой поверхности в сверхзвуковом пограничном слое // Тепловые процессы в технике. 2010.№ 1. С. 7-9.
  9. Клюквин А.Д. Анализ физической адекватности численного расчета коэффициента восстановления температуры при различных вариантах постановки задачи // Аэрокосмический научный журнал. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2016. № 2. С. 16 - 29. Режим доступа: http:// http://aerospjournal.ru/doc/837915.html (дата обращения 01.09.2016). DOI: 10.7463/aersp.0216.0837915
  10. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: Учебник для вузов. 3-е изд. М.: Энергия, 1975. 488 с.
  11. Кутатетеладзе С.С., Леонтьев А.И. Тепломассобмен и трение в турбулентном пограничном слое. М.: Энегоатомиздат, 1985. 318 с.
  12. Леонтьев А.И., Вигдорович И. И. Энергоразделение газов с малыми и большими числами Прандтля // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2013. № 6. С. 117 - 134.
  13. ournier J.-M., El-Genk M.S. Properties of noble gases and binary mixtures for closed Brayton cycle applications // Energy Conversion and Management. 2008. Vol. 49. Iss.3.Pp. 469–492. DOI: 10.1016/j.enconman.2007.06.050
  14. Патанкар С. Численные методы решения задач теплообмена и динамики жидкости: пер. с англ. М.: Энергоатомиздат, 1984. 150 c. [Patankar S.V.Numerical heat transfer and fluid flow. Wash.: HemispherePubl. Corp.; N.Y.: McGraw-Hill, 1980. 197 p.].
  15. Егоров К.С., Рогожинский К.С. Численное моделирование влияния числа Прандтля газа и схемы течения на эффективность работы устройства безмашинного энергоразделения // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 10. С. 21-35. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/814490.html (дата обращения 01.09.2016). DOI: 10.7463/1015.0814490
  16. Бурцев С.А., Кочуров Д.С., Щеголев Н.Л. Исследование влияния доли гелия на значение критерия Прандтля газовых смесей // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2014. № 5. С.314-329. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/710811.html (дата обращения 01.09.2016). DOI: 10.7463/0514.0710811
  17. Поляев В.М., Майоров В.А., Васильев Л.Л. Гидродинамика и теплообмен в пористых элементах конструкций летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1988. 168 с.
  18. Белов И.А., Исаев С.А. Моделирование турбулентных течений: Учебное пособие. СПб.: Изд-во Балт. гос. техн. ун-та, 2001. 108 с.
  19. McEligot D.M.,Taylor M.F. The turbulent Prandtl number in the near-wall region for low-Prandl-number gas mixtures // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1996. Vol. 39. No.6. Pp. 1287–1295. DOI: 10.1016/0017-9310(9500146-8)

Тематические рубрики:
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Машины и установки: проектирование, разработка и эксплуатация» Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)