Моделирование процесса охлаждения высокотемпературного потока в экспериментальных наземных стендах посредством впрыска воды

Авторы: Поляков К.В.
Опубликовано в выпуске: #10(15)/2017
DOI: 10.18698/2541-8009-2017-10-181
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Ключевые слова: дробление, распыление, модель распада, охлаждение высокотемпературного потока
Опубликовано: 04.10.2017

Рассмотрены физические процессы в экспериментальных стендовых системах для проведения наземных испытаний авиационно-космической техники, а также процесс охлаждения продуктов сгорания посредством впрыска воды в газодинамический контур выхлопной системы. Проведены расчеты параметров инжектируемой струи воды, численное моделирование процессов взаимодействия жидких капель с газовым потоком (впрыск, дробление, испарение и т. д.). Рассмотрены модельные и верификационные задачи, обоснование методов расчета реальных стендовых систем, работающих при температурах входного газа от 1000 до 3500 K, давлении 1–2 бар и дозвуковой скорости газа. С помощью программного комплекса выполнено моделирование и определены основные параметры выходного потока. Для описания движения капель в сплошной среде использована модель дискретной фазы DPM.

Литература

[1] Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. М: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2016, 488 с.

[2] Гарбарук А.В., Стрелец М.Х., Шур М.Л. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений. Санкт-Петербург, Изд-во Политехнического института, 2012, 88 с.

[3] de Feo D.M., Shaw S.T. Turbulence modeling and supersonic base flows. 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno, NV, 2007, AIAA 2007-1083.

[4] Ranz W.E., Marshal W.R. Evaporation from drops. Part I, Part II. Chem. Eng. Prog., 1952, no. 48(4), pp. 141–146, pp. 173–180.

[5] ANSYS CFX 16.1 Theory Guide. Canonsburg, Ansys Inc., 2015.