Визначення конструктивних параметрів проточної частини аеротермопресора системи охолодження циклового повітря мікротурбін

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКобалава, Галина Олександрівна
dc.contributor.authorKobalava, Halina
dc.date.accessioned2022-06-22T17:56:41Z
dc.date.available2022-06-22T17:56:41Z
dc.date.issued2019
dc.descriptionКобалава, Г. О. Визначення конструктивних параметрів проточної частини аеротермопресора системи охолодження циклового повітря мікротурбін = Design parameters determination of the aerothermopressor flow part of the air cooling system in microturbines / Г. О. Кобалава // Авиационно-космическая техника и технология : науч.-техн. журн. – Харьков : "ХАИ", 2019. – № 2 (154). – С. 44–50.uk_UA
dc.description.abstractСеред сучасних струминних технологій одним з перспективних напрямів дослідження є вивчення газодинамічних процесів в аеротермопресорі. Цей струминний апарат представляє собою пристрій для контактного охолодження (теплота від повітряного потоку витрачається на миттєве випаровування крапель води, що упорскуються), в якому присутній ефект термогазодинамічної компресії, тобто підвищення тиску повітря. Значний вплив на робочі процеси в аеротермопресорі здійснюють конструктивні чинники, які впливають на витрати енергії для подолання сил тертя та місцевих опорів на звужувально-розширювальних ділянках апарату. Актуальним в розвитку струминних технологій аеротермопресорного типу є визначення раціональних параметрів організації робочого процесу із відповідною розробкою конструкції проточної частини. При цьому необхідно мати можливість для аналітичного визначення втрат, що пов'язані насамперед із тертям, для конфузора і дифузора аеротермопресора. В роботі проведено дослідження типових моделей аеротермопресора для ряду кутів конусності конфузора (кут розкриття 30; 35; 40; 45; 50 °) і дифузора (кут розкриття 6; 8; 10; 12 °), а також для ряду значень швидкості повітря в робочій камері М = 0,4–0,8. Отримані розрахункові дані (результати комп'ютерного CFD-моделювання) порівняно з експериментальними даними, похибка значень для коефіцієнтів місцевих опорів в конфузорі та в дифузорі не перевищує 7-10 %. Встановлено, що значення коефіцієнту місцевого опору залежить тільки від геометричних параметрів (кута розкриття та ступеня розширення nd або звуження nc) відповідного каналу, тобто характер течії повітря в аероте-рмопресорі відповідає автомодельному режиму. Визначено рекомендовані кути звуження конфузора  = 30 о і розкриття дифузора  = 6 °, які відповідають мінімальним втратам тиску Ploss = 1,0-9,5 %, а відтак, і максимальному підвищенню тиску в результаті термогазодинамічної компресії при упорску-ванні та випаровуванні рідини в робочій камері. Отримано емпіричні рівняння для визначення коефіціє-нтів місцевого опору для конфузора і дифузора, які можна рекомендувати для використання в методиці проектування аеротермопресорів малої витрати для мікротурбін.uk_UA
dc.description.abstract1Among modern jet technologies, one of the promising research areas is a study of gas-dynamic processes in the aerothermopressor. This jet apparatus is a device for contact cooling (the heat from the air flow is consumed for the instantaneous evaporation of water droplets), in which there is a thermogasdynamic compression effect, and that is, the air pressure increase is taken place. A significant influence on the working processes in the aerothermopressor is exercised by design factors. The influence of these factors on energy costs to overcome the friction losses and local resistances on the convergent-divergent sections of the apparatus was investigated. Relevant in the aerothermopressors development is to determinate of rational parameters of the workflow organization with the corresponding development of the flow part design. At the same time, it is necessary to have an opportunity for analytical determination of pressure losses in the confuser and diffuser of the aerothermopressor. A research of typical models of the aerothermopressor for a number of taper angles of a confuser  (convergent angle  = 30; 35; 40; 45; 50 °) and diffuser  (divergent angle  = 6; 8; 10; 12 °), for a number of air velocity values in the working chamber M = 0.4-0.8 has been carried out. The obtained calculated data (results of computer CFD-simulation) and experimental data have been compared. The error of the values for the coefficients of local resistances in the confuser and diffuser does not exceed 7-10%. It was established that the value of the local resistance coefficient depends only on the geometrical parameters (the angle of tapering and the diameters ratio of the input and output D1/D2), that is, the air flow character in the aerothermopressor corresponds to the self-similar mode. The recommended angles were determined: confuser convergent angle  = 30 ° and diffuser divergent angle  = 6 °, corresponding to the minimum pressure loss Ploss = 1.0–9.5 %. The empirical equations were defined for determining the local resistance coefficients of the confuser and diffuser, which can be recommended for use in the design of low-flow aerothermopressor for microturbines.uk_UA
dc.description.abstract2Среди современных струйных технологий одним из перспективных направлений исследования является изучение газодинамических процессов в аэротермопрессоре. Этот струйный аппарат представляет собой устройство для контактного охлаждения (теплота воздушного потока расходуется на мгновенное испарение капель воды), в котором присутствует эффект термогазодинамической компрессии, то есть повышение давления воздуха. Значительное влияние на рабочие процессы в аэротермопрессоре оказывают конструктивные факторы, которые влияют на затраты энергии для преодоления сил трения и местных сопротивле-ний на сужающе-расширяющихся участках аппарата. Актуальным в развитии струйных технологий аэротермопрессорного типа является определение рациональных параметров организации рабочего процесса с соответствующей разработкой конструкции проточной части. При этом необходимо иметь возможность для аналитического определения потерь для конфузора и диффузора аэротермопрессора, связанных с трением. В работе проведено исследование ряда типовых моделей аэротермопрессора с применением компьютерного CFD-моделирования. Определение основных параметров потока воздуха (полное давление, динамическое давление, скорость, температура и др.) проводилось для ряда углов конусности конфузора и диффузора, а также для ряда значений относительной скорости воздуха в рабочей камере М = 0,4-0,8. Установлено, что значение коэффициента местного сопротивления зависит только от геометрических параметров (угла раскрытия и степени расширения nd или сужение nc) соответствующего канала, то есть характер течения воздуха в аэротермопрессоре соответствует автомодельному режиму. Проведено сравнение полу-ченных данных с экспериментальными данными. Отклонения расчетных значений коэффициентов местных сопротивлений в конфузоре и в диффузоре от полученных при компьютерном CFD-моделировании, не превышают 7…10 %. Были определены аналитические зависимости для определения коэффициентов местного сопротивления, которые можно рекомендовать для использования в методике проектирования малорасходных аэротермопрессоров для микротурбин.uk_UA
dc.identifier.govdochttps://doi.org/10.32620/aktt.2019.2.05
dc.identifier.issn1727-7337 (Print)
dc.identifier.issn2663-2217 (Online)
dc.identifier.urihttps://eir.nuos.edu.ua/handle/123456789/5618
dc.language.isoukuk_UA
dc.relation.ispartofseries621.438-022.513-717uk_UA
dc.subjectвтрати тискуuk_UA
dc.subjectкомп'ютерне моделюванняuk_UA
dc.subjectконфузорuk_UA
dc.subjectдифузорuk_UA
dc.subjectpressure lossesuk_UA
dc.subjectcomputer modelinguk_UA
dc.subjectconfuseruk_UA
dc.subjectdiffuseruk_UA
dc.titleВизначення конструктивних параметрів проточної частини аеротермопресора системи охолодження циклового повітря мікротурбінuk_UA
dc.title1Design parameters determination of the aerothermopressor flow part of the air cooling system in microturbinesuk_UA
dc.title22019
dc.typeArticleuk_UA

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Kobalava_2019.pdf
Розмір:
956.6 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Опис:
стаття
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.05 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Статті. Кафедра теплотехніки