Совместное измерение газодинамических параметров двухфазных высококонцентрированных потоков лазерно-оптическими и зондовыми методами

Авторы

Лепешинский И. А.^*, Ципенко А. В.^**, Решетников В. А.^***, Кучеров Н. А.^****, Ся С. ^*****

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: igorlepesh@yandex.ru
**e-mail: tsipenko_av@mail.ru
***e-mail: vresh031152@mail.ru
****e-mail: n.kutcherov@bk.ru
*****e-mail: 272276952@qq.com

Аннотация

Рассматривается способ измерения параметров двухфазного высококонцентрированного газокапельного потока, основанный на совместном использовании лазерно-оптических и зондовых методов измерения. Проанализированы причины погрешностей зондового метода измерения и предложены устройства их устранения. Впервые предложена методика определения коэффициента упругости удара, что позволило экспериментально определять локальные значения полей массовых расходов, концентраций, скоростей фаз и размеров капель, в частности при исследовании многофорсуночного смесителя камеры сгорания.

Ключевые слова

двухфазный газокапельный поток, зондовые методы, скорости, расходы фаз, размеры капель, лазерно-оптические методы, коэффициент упругости удара, исследование двухфазной форсунки камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя

Библиографический список

1. Мокеев Ю.Г. Экспериментальное исследование моделей газожидкостного реактивного движителя с форсированием тяги путем балластирования // Гидромеханика. 1973. Вып. 24. С. 73-77.

2. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Царенко П.Б. Зондовый метод измерения параметров двухфазного вы­сококонцентрированного потока // Струйные, отрывные и нестационарные течения: Сб. тезисов XXI Всероссийского семинара (Новосибирск, 11-13 ноября 2015). Новосибирск: Изд-во Параллель, 2007. С. 128-130.

3. Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Бажанов В.И. Зондовый метод измерения параметров фаз двухфазного двухкомпонентного потока // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ, 1978. Вып. 1. С. 123-128.

4. Васильев Ю.В., Гальнбек А.А., Китанин Э.Л. Применение трубчатых зондов при исследовании гидро- динамиики газожидкостных потоков // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ, 1978. Вып. 1. С. 117-125.

5. Бузов А.А. Некоторые результаты эксперименталь­ного исследования изокинетического зонда для за­мера скоростей фаз и концентрации в двухфазном потоке // Теплофизика высоких температур. 1981. Т. 19. № 5. С. 1117.

6. Бажанов В.И., Лепешинский И.А. Оценка работы зондового метода измерения параметров фаз двух­фазного потока // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ, 1984. Вып. 6. С. 80-89.

7. Бузов А.А., Дудченко С.Г., Лепешинский И.А. Исследование работы изокинетического зонда для замера параметров двухфазного дисперсного потока / / Газотермодинамика многофазных потоков в энер­гоустановках. Харьков: ХАИ, 1979. Вып. 2. С. 157-159.

8. Пчелкин И.М., Калакуцкая Н.А., Парфентьева И.Ф. Исследование локальных характеристик двухфазно­го потока на срезе сопла // Исследование по механике и теплообмену двухфазных сред: Сб. трудов. М.: М-во энергетики и электрификации СССР. Главниипроект. Энерг. ин-т им. Г.М. Кржижановского, 1974. Вып. 25. С. 63-78.

9. Петухов И.И., Фролов С.Д. Об измерении локальных параметров пузырькового газожидкостного потока трубчатыми зондами // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ, 1980. Вып. 3. С. 121-126.

10. Савельев И.В. Курс физики: В 3 т. Т. 1. Механика. Молекулярная физика: Учебное пособие. – М.: Наука, 1989. – 352 с.

11. Ципенко А.В. Теория и методы повышения эффективности противопожарных систем на воздушном транспорте: Дисс. ... докт. техн. наук. – М.: НИИ НТ МАИ, 2006. – 354 с.

12. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Царенко П.Б. Численная модель зонда для измерения параметров двух­фазного потока // Высокие технологии – 2004: Тезисы докладов. М.: МЭИ, 2004. С. 60-61.

13. Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Царенко П.Б. Иссле­дование взаимодействия дозвукового высококон­центрированного двухфазного потока с частично проницаемым телом // Вестник Московского авиа­ционного института. 2008. Т. 15. № 3. С. 55-62.

14. Лепешинский И.А., Решетников В.А., Заранкевич И.А. Численное моделирование и экспериментальное исследование жидкостно-газового двухфазного эжектора со сверхзвуковым профилированным соплом // Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение. 2017. Т.16. № 2. С. 492-494.

15. Tsipenko A.V. The dispersion of gas-droplet flow with a large fraction of liquid at the outlet from a long nozzle // High Temperature. 2006. Vol. 44. No. 2, pp. 243­–252.

16. Hewitt G.F. Measurement of Two Phase Flow Parameters. – Academic Press, 1978. – 287 p.

17. Anderson G.H., Mantzouurania D.G. Two-phase (gas-liquid) flow phenomena-11. Liquid tntrateinment // Chemical Engineering Science. 1960. Vol. 12. No. 4, pp. 233-242.

18. Wilcox J.D. Isokinetic Flow and Sampling // Journal of the Air Pollution Control Association. 1956. Vol. 5. No. 4, pp. 226-245. DOI: 10.1080/00966665.1956.10467715

19. Sovani S.D., Sojka P E, Sivathanu Y.R. Predictions of Drop Size Distributions from First Principles: Joint PDF Effects // Atomization Sprays. 2000. Vol. 10. No. 6, pp. 587–602.

20. Kim H.G., Yano T., Song K.K., Shuichi T. Microscopic Spray Characteristics in the Effervescent Atomizer with Two Aerator Tubes // KSME International Journal. 2004. Vol. 18. No. 9, pp. 1661–1667. DOI: 10.1007/ BF02990381

Скачать статью