Дослідження тонкої структури обмеженої течії та можливостей керування нею у вихрових камерах як елементах енергетичних та технологічних машин і апаратів для оптимальної організації їх робочих процесів. Мета роботи - пошук більш досконалих методів керування енергоємними когерентними вихровими структурами (ЕКВС), які значною мірою впливають на процеси переносу маси, імпульсу та енергії в закручених потоках і, таким чином, визначають ефективність роботи устаткування. З використанням візуалізації та термоанемометричних вимірювань кінематичних характеристик пристінної течії у дослідній вихровій камері визначено просторово-частотні області ЕКВС, придатні для коректного статистичного аналізу ефекту спрямованій дії на неї штучними збурювальними вихровими утвореннями. Вони генеруються прямокутною канавкою або трьома напівсферичними лунками певних розмірів, що вмонтовані безпосередньо у впускне сопло камери при витримуванні необхідних умов концепції взаємної сприйнятливості вихрових структур. Числова обробка виміряних сигналів здійснена на основі алгоритму швидкого перетворення Фур'є. Енергетично незначні керувальні дії на вхідний потік викликають істотне збільшення спектральної щільності потужності пульсацій швидкості на найбільш енергоємних частотах - приблизно у 2 - 11,5 разу залежно від виду вихорогенератора та частотного діапазону, включаючи "перекачування" енергетичної щільності до найбільш великомасштабних вихрових складових ЕКВС. Це виявляє в ній всі ознаки типової відкритої нелінійної динамічної системи: наявність режимів із загостренням, у яких підживлення енергією від керувальних вихорів та її синфазне сприйняття вихровими утвореннями гьортлер-людвігівської природи відбуваються не по всьому спектру мод, а селективно, лише для певних гармонік. Висновки: експериментально доведено можливість ефективного і малозатратного керування структурою закручених течій на макро- та мікрорівнях, що відкриває перспективу розробки новітніх засобів інтенсифікації процесів переносу транспортабельних субстанцій у циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, у вихрових пальниках, камерах згоряння, камерах ракетних двигунів, топкових пристроїв, плазмотронів, змішувачів, хімічних реакторів, ядерних енергоустановок тощо.Проблематика. Підвищення ефективності робочих процесів енергетичних і технологічних машин та апаратів вихрового типу. Мета дослідження - статистичний аналіз експериментальної перевірки нових методів керування енергоємними когерентними вихровими структурами, вплив яких на процеси переносу маси, імпульсу та енергії в закручених потоках суттєво визначає ефективність роботи устаткування. Дані спектральних оцінок запропонованих у частині 1 методів керувального впливу штучних вихрових збурень на енергоємне когерентне утворення піддані більш детальній числовій обробці на базі цифрових технологій. Аналіз розподілів усереднених величин актуальної швидкості складної закрученої течії, а також ступеня інтенсивності пульсаційного руху в характерній області найбільш енергоємної когерентної вихрової структури свідчить про її певну стійкість і квазістаціонарність руху. На цій підставі вздовж досліджуваної області проведено оцінку енергетичного балансу пульсаційного руху відповідно до окремо визначених характерних частотних діапазонів. Показано особливості дій різних типів вихорогенераторів з точки зору "жорсткості" керування процесами переносу. Дисперсійний аналіз підтвердив дані спектральної обробки інформації, наведені в частині 1, щодо виявленого явища "зворотного розпаду вихорів", найбільш типового для роботи двовимірного вихорогенератора (ВГ N 1). Розроблені методи, як і можливі їх модифікації, відкривають перспективу ефективного малозатратного керування на мікрорівні гідромеханічними, тепловими та хімічними процесами в циліндрах двигунів внутрішнього згоряння, у вихрових пальниках, камерах згоряння ракетних двигунів, топкових пристроїв, плазмотронів, у змішувачах, хімічних реакторах, ядерних енергоустановках тощо.

  Повний текст PDF - 842.644 Kb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"