ИСТИНА

Актуальность работы обусловлена исследованием возможностей повышения эффективности устройства безмашинного энергоразделения потоков. Принцип действия устройства основан на взаимодействии через стенку дозвукового и сверхзвукового потоков газа одинаковой температуры торможения на входе. В результате такого взаимодействия на выходе из устройства мы получаем два потока с разными температурами – нагретый сверхзвуковой поток и охлажденный дозвуковой. Количество передаваемого через стенку тепла в данном устройстве определяется коэффициентом теплопередачи и адиабатной температурой стенки в сверхзвуковом канале. Для повышения коэффициента теплопередачи необходимо увеличить наименьшее из значений коэффициентов теплоотдачи, в данном случае – со стороны сверхзвукового канала устройства. Любое внесение конструктивных изменений в сверхзвуковой канал с целью интенсификации теплоотдачи сопровождается образованием волн сжатия и локальных отрывных зон. Увеличение коэффициента теплоотдачи в области взаимодействия волны сжатия с пограничным слоем и в отрывной зоне за препятствием может дополнительно интенсифицировать теплообмен. Однако при этом может измениться и адиабатная температура обтекаемой стенки. Данное экспериментальное исследование направлено на изучение влияния локальных отрывных зон на параметры теплообмена поверхности, обтекаемой сверхзвуковым потоком сжимаемого газа. Экспериментальные исследования проводились на сверхзвуковом аэродинамическом стенде с использованием систем регистрации данных National Instruments, автоматизированных программ опроса и обработки показаний датчиков в среде LabView, оптических методов визуализации картины течения и бесконтактных тепловизионных методов фиксации температурных полей. В результате исследований установлено, что в отрывной области за ребром адиабатная температура стенки уменьшается до 3.5% в сравнении с безотрывным обтеканием пластины при одинаковом локальном числе Маха в потоке. Уменьшение коэффициента восстановления температуры при отрывном течении составило до 10% в отрывной области в диапазоне исследованных чисел Маха от 2 до 3. Результаты позволяют сделать вывод о том, что отрывные течения, приводя к уменьшению коэффициента восстановления, тем самым повышают эффективность устройства безмашинного энергоразделения потоков. Работа выполняется при поддержке гранта РНФ №14-19-00699.