Расчет поля течения магнитной жидкости в кольцевом канале магнитожидкостного уплотнения вала с высокоскоростной стенкой

Авиационная и ракетно-космическая техника

Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов


Авторы

Марчуков Е. Ю.1*, Поляков К. С.2, Кулалаев В. В.3**, Петриенко В. Г.2***

1. Кафедра 205 «Технология производства двигателей летательных аппаратов»,
2. Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, филиал ОДК-Уфимского моторостроительного производственного объединения, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия
3. Опытно-конструкторское бюро им. А. Люльки, ОКБ им. А. Люльки, ул. Касаткина, 13, Москва, 129301, Россия

*e-mail: kaf205@mail.ru
**e-mail: kulalayev.viktor@gmail.com
***e-mail: viktor.petrienko@okb.umpo.ru

Аннотация

Поставлена краевая задача и приведен алгоритм расчета поля течения вязкой магнитной жидкости в кольцевом канале с подвижными стенками магнитожидкостного уплотнения структурным методом с точным выполнением граничных и начальных условий. Показано, что применение математического аппарата решения краевых задач структурным методом позволяет полностью рассчитать параметры течения магнитной жидкости: тепловые потоки, коэффициенты трения, теплоотдачи и распределение этих параметров по радиальному зазору кольцевого канала с выявлением зон возможных возвратных течений. Результаты работы могут быть полезны при создании и расчёте магнитожидкостных уплотнений высокоскоростных валов конструкций и узлов различного промышленного назначения.

Ключевые слова:

магнитожидкостное уплотнение, ограниченный цилиндрический кольцевой канал, закрученное течение, функция склеивания, краевая задача

Библиографический список

  1. Орлов Д.В., Михалев Ю.О., Мышкин Н.К. и др. Магнитные жидкости в машиностроении: Монография / Под ред. Д.В. Орлова, В.В. Подгоркова. – М.: Машиностроение, 1993.– 268 с.

  2.   Петриенко В.Г., Поляков К.С., Таранищенко А.Г., Марчуков Е.Ю. Магнитожидкостное уплотнение вала. Патент РФ № 2563562. Бюлл. № 26, 20.09.2015. 

  3. Поляков К.С., Петриенко В.Г. Магнитожидкостное уплотнение вала // IV всероссийская научная конференция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем»: Сб. научных трудов (сентябрь 2013, Ставрополь). – Ставрополь: ИИЦ «Фабула», 2013. С. 185-192.

  4. Кулалаев В.В., Корниенко О.Г., Фурсов А.П. Расчет термодинамического поля течения закрученного потока в ограниченном кольцевом канале структурным методом // Математические методы анализа динамических систем: Темат. сб. науч. тр. – Харьков: Харьк. авиац. ин-т, 1985. Вып. 1. С. 215-224.

  5. Родионов А.В., Виноградов А.Н., Белый В.Ф. Особенности работы высокоскоростного магнитожидкостного уплотнения // IV всероссийская научная конференция «Физико-химические и прикладные проблемы магнитных дисперсных наносистем»: Сб. научных трудов (сентябрь 2013, Ставрополь). – Ставрополь: ИИЦ «Фабула», 2013. С. 153-157.

  6. Госмен А.О., Пан В.М., Ранчел А.К., Сполдинг Д.Б., Вольфштейн М. Численные методы исследования вязкой жидкости / Пер. с англ. – М.: Мир, 1972. – 320 с.

  7. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые ее приложения: Монография. – Киев: Наукова думка, 1982. – 552 с.

  8. Антонов Г. Н., Власов О. Г. Системный анализ и безопасность в техногенной сфере // Вестник Московского авиационного института. 2008. Т. 15. № 4. С. 139-144.

  9. Пиунов В. Ю., Назаров В. П., Коломенцев А. И. Совершенствование энергетических характеристик кислородно-водородных жидкостных ракетных двигателей разгонных блоков методом оптимизации конструктивных схем // Вестник Московского авиационного института. 2017. Т. 24. № 3. С. 23-33.

  10. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Теоретическая физика: Учебное пособие: В 10 т. – М.: Наука, 1986. Т. VI «Гидродинамика». – 736 с.

  11. Антонцев С.Н., Кажихов А.В., Монахов В.Н. Краевые задачи механики неоднородных жидкостей. – Новосибирск: Наука: Сиб. отдние, 1983. – 319 c.

  12. Бай Ши-и. Магнитная газодинамика и динамика плазмы. – М.: Мир, 1964. – 301 c.

  13. Ватажин А.Б., Грабовский В.И., Лихтер В.А., Шульгин В.И. Электрогазодинамические течения. – М.: Наука, 1983. – 344 c.

  14. Кажихов А.В., Смагулов Ш.С. Корректность и приближенные методы для модели магнитной газовой динамики // Известия АН Казахской ССР. Серия физико-математическая. 1986. № 6. С. 82-84.

  15. Смагулов Ш.С., Дурмагамбетов А.А., Искендерова Д.А. Задачи Коши для уравнений магнитной газовой динамики // Дифференциальные уравнения. 1993. Т. 29. № 2. С. 337-348.

  16. Файзуллина Н.Т. Корректность краевой задачи электрогазодинамики для модели вязкого теплопроводного газа // Динамика сплошной среды. 1990. № 97. C. 124-145.

  17. Искендерова Д.А., Токторбаев А.М. Краевая задача для уравнений магнитной газовой динамики с учётом электромагнитного поля // Инновации в науке: сб. ст. по материалам LIV МНТК. № 2(51). – Новосибирск: СибАК, 2016. С. 22-35.

  18. Степанов Г.Ю. Гидродинамика решеток турбомашин. – М.: Физматгиз, 1962. – 512 с.

  19. Costello G.R. Method of designing cascade blades with prescribed velocity distributions in compressible potential flows // NACA Report N978. 1950. 17 p.

  20. Goldstein A.W., Jerison M. Isolated and cascade airfoils with prescribed velocity distribution // NACA Report N689. 1947. 21 p.

  21. Hansen A.G., Yohner P.L. A numerical procedure for designing cascade blades with prescribed velocity distributions // NACA TN-2101. – Cleveland: Lewis Flight Propulsion laboratory. 1950. 52 p.

  22. Korn D. Numerical design of Transonic cascades // Journal of computational physics. 1978. Vol. 29, pp. 20-34.



Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 1994-2024