автореферат диссертации по энергетике, 05.14.04, диссертация на тему:Повышение теплотехнической эффективности устройств тепловой обработки материалов путем совершенствования их гидродинамических и конструктивных характеристик

МОСКОВСКИЙ ордена ЛЕНИНА и ордена ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ДД0МАН1'-ЮС АРВИДАС АЛЬБИНОВИЧ

ПОВЫШЕНИЕ ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОЙ ЭФФЕКТИВНОСТИ УСТРОЙСТВ ТЕПЛОВОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ ПУТЕМ СОВЕРИйНСТВОВАНИЯ ИХ ГИДР0ДО1АМИЧЕСКИХ И КОНСТРУКТИВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Специальность 05.14.04 - Проьышлешая теплоэнергетика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 1990 г.

Работа выполнена на кафедре Теплоэнергетики Каунасского политехнического института и кафедре 'Тепломассообменные процессы к установки" Московского ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетического института.

Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент

П. П. Швенчянас Официальные опоненты: доктор технических наук, профессор

В. Г. Носач кандидат технических наук, доцент

В. Н. Кузьмин

Ведущая организация: Всесоюзный научно-исследовательский институт рационального испольхования природного газа в народном хохяйстве, подземного хранения нефти г газа и лродуктов их переработки ВНИИПРЭМГАЗ.

Защита диссертации состоится " ноября 1990 года в аудитории Г- в час. Л' млн. на заседании специализированного Совета К.053.16.03 в Московском ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетическом институте.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим присылать по адресу: 105835 ГСП, Москва, Е-250, Красноказарменная ул., д.14, Совет МЭИ.

С диссертацие!» можно ознакомится в библиотеке института. Автореферат разослан " " 1990 г.

УЧЙНЬЙ СЕКРЕТАРЬ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННОГО СОВЯТА

Кандидат химических

ОЕЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работа. Современный уровень производства и его объемы требуют внедрения б жизнь все более оптимальных технологических схем. В энергетическом балансе теплоэноргтнгпг значительная часть тепла расходуется на технологически* подогрев обрабатываемых материалов. Среди множества нагревательных устройств в последнее время выделяются такие устройства как: газоопалквапцке горелки (опаливание полотна), ялектроионизацио-кыа лазеры (ОИЛ) (нагрев изотопов), топочные устройства тпр"я-ческого обезвреживания (токсичные гаэн) (см.рис.Т), металлургические печи с проницаемыми ограждениями. Во всех ятях устройствах существенную роль в процессах топло-массообмена игтапт процессы, протекающие в развивающихся па поверхностях пограничных слоях. В свою очередь па характеристики пограничных слоев влияет очень много Факторов - форма поверхности, градиент давления, уровень турбулентности набегающего потока, поток массы от стопки ( испарение, вдув и др.). Известна существенная зависимость характеристик пограничного слоя от этих Факторов. Целенаправленное изменение характеристик пограничного елок ( т.о. управление ими) открывает возмоятюотп умепьсепкя материалоемкости конструкция при улучим нпи тепловой защити, повышение к.п.д. устройств пря интенсификации тепломассообмена л т.д.

Одним из наиболее гибких способов управления теплогидравлч-ческими характеристиками является вдув, в особенности получис:пия в последнее время распостранзпЕэ вдув под разными углами к поверхности. Его применение позволяет в значительно? степени менять транша :: теплообмен, величину критического параметра адува и т.д.

Для указанных вхле устройств я габлядазшк в них условий не существует полуэмпкричоекпэ завистаост" и методы определения локальных чисел с^ и 5t , но говоря уяэ о пел.тх температур п' скоростей по сечена ( спать ;;отэртл необходимо, папр.: и ЭМ-ах). Поэтому существует острая необходимость в надежных пке-пэрпмзяталышх данкж к осковашплс таких дакпнх расчетных ь*этодах дяч определенен осковгах оегдаешшх и лохолышх хорак-терчет'л: погрэнэтннх слоев развгазав'дгах.ч на пэпрггестях устройств тепловой обработка гатвргалос.

Цель работы. Эяспэркглзятальяо п рлситпаг путем устагапэт:» а спосей:' пот':г.тлгл тэплоэтгпетзеко'.? ?-&г.?кттаг:^ста ус.т-тгтз тсзг?г.зй . гагорг^.ог " т, г: з-яргл?!!-

ческке к конструктивные характеристики.

Лля достижения этой цели в работе доставлении следующие задачи:

-окспериментально и расчетно-теоретически исслесвать гидродинамику и теплообмен на проницаемых под разными утламя повепх-ностях моментов устройств тепловой обработки материалов при совместном влиянии отрицательного градиента давления, вдува и различных степенях турбулентности набегающего потока в условиях неизотермичности;

-разработать и обосновать математическую модель точения и теплообмена на проницаемой поверхности при блиянии комплекса факторов и откорректировать замыкающие зависимости с учетом новых условии;

-используя разработанную математическую модель провести расчетное исслодован/л и дать практические рекомендации по выбору рабочих режимов и конструктивных параметров газовых горелок с пронгцаемыми стенками и "ИЛ-ов для повышения их теплотехнической эффективности.

Научная новизна работы: -получены данные по характеристикам и структуре не изотермического турбулентного пограничного слоя, развивающегося в конгу-зорных каналах под влиянием неизотермического вдула, направленного как по так и против потока, различных степенях турбулентности набегающего потока;

-разргботанна методика расчета турбулентного пограничного слоя развивающегося в внсшеизложеннкх условиях;

-по разработанной методике проведены расчеты и даны рекомендации по повышению теплотехнической эффективности газоло!? горелки и ЭИП-а.

Практическая ценность. Полученные экспериментальные данные применимы при проектировании тепломассообменных установок, а также разработке расчетных методик сложных течений.

Разработанная расчетная методика позволяеть решать широкий круг задачь градиентного не изотермического течения в каналах со вдувом. Разработанные программы применимы как в научных, так и в проектных расчетах.

Документы, подтверждающие практическое использование результатов, приложены к диссертационной работе.

Автор защищает:

- результаты исследования гидродинамики и теплообмена на проницаемых поверхностях сужающегося плоского.- канала п пкроком

диапазоне углов и интенсивностой вдува, различных степенях турбулентности основного потока, и их внедрение;

- обоб^ппаиэ пксперимрнтальнне данные зависимости для расчета относительного трепет к теплообмена;

- методику расчета турбулентного пограничного слоя основанную на уравнениях двумерного пограничного слоя и замыкаемую заиисимос-т<п.ге для турбулентно!! вязкости и турбулентного числа Правдтлч, учативпвзмс влияние градиента давления, величину и угол вдут, а также степень турбулентности набегающего потока;

- результаты расчетов и рекомендации по организации течения и модернизации камер;] сгорания газовой горелки и какала Р!'Л-а.

Апробация работа. Результаты работы докладывались: "Современные проблемы и перспективы промышленной теплоэнергетик;« и энергетики технологии", (г.Москва, 1932 г.); на XI ! ,Х111.XIУ, ХУДУ! ДУ1 I ,ХУ111 ,Х1Х республиканских конференциях (г.Каунас 1982-83 г.г.); на межвузовских семинарах МВТУ, Ш'А, МЯТИ, "Г'И, МКХЧ (г. Москва 1932-83); на Всесоюзно!: вколе-семннаре "Современные проблем); газодинамики и теплообмена и пути повы'^ния эффективности энергетических установок" (г.Москва 1983 г.), на Всесоюзно!? научно!' конференции "Проблемы энергетики теплотехко-логии", (г.Москва 1983); на 2-м Всесоюзном семинаре "9кспери"-->ц-тальнке и теоретические исследования тепломассопереноса при химически неравновесных течениях в канлах (г. Минск, 1982 г.).

Публикации. Основные результаты работы опубликованы в ТЛ печатных работах.

Структура п объем работы.-Диссертация состоит из введена, четырех глап, заклгачения, списка литературы и прилот^ниг», содержит 131 страт-ног машинописного текста, 62 рисунка, 9 таблиц, бнблиогракг-э из 130 накмчиовапкя, и приложения на 20 страницах. ОбдаЧ объем работы 210 стр.

ГКСЛ^Пг-КИТАЛЬЮЧ ПСЖДОВ.-иГ/З ТКЯЕООЕМШ К КД '

мсгаышх по ^пгастчх

Анализ условий работы газошгс горелок из проницаемого отчрупора к Л'Л-оп лрипол к виподу о возможности пр'У'я^н;-«! г. этих устройствах црлнипаогя/х под разикм« угла'.м гап'рналои. Лая моделирования услсчи? з.тнкс н зтнх устройствах тгок,",:'чля'!Ь пг>-установка (АДУ) откштого типа, ооз,тан1»;тт "а

-....,,-,,„, -^мцу (Г ИГОВаН,'1

....."■: : а;:. - - "г-гакт" " гг" н^а" -

А

///// /

®

©

Пил. Устройства для тепловой обработки материалов: с.) газовая горелка; б) топочное устройство обезвреживания токеичних газов; в) ЭИЛ. [ 23456 78 2 1

©

©

3421 52 56 5Т~ 1СГ40Г43-

1!1 ! 1 ¡111

1 м! .У У Ух УЛ У1Л ■х!

"[ 100 I 142 1

• '\£0_ V

I

Рис. '¿. Экспериментальны-;-! канал и проницаемая вставка: а) размещение пластины в канале, х- пластина, 2-крыска.б) узел крепления пористой п;.асг;и.У.

мым устройствам. Установка.оснащена многоканальной термоан"мо-метрической аппаратурой "Т51 -1050" и "015Аг;р,С". Результаты измерении обрабатывались на ЭВМ "КС-1022" и 4. Направленный вдув осуществлялся через проницаемую вставь/ размером ТОО х40 мм с углами наклона осей пор к стенке « - 15°, 40°, €0°, 75 , 90 , вмонтированную заподлицо в нижней стенке канала при помощи специального распределительного устройства (рис.26). Геометрия конфузора менялась за счет смещения верхне" стенки капала. Результаты квалификационных исследований показали, что в канале реализуется установившееся, двумерное турбулентное течение в пограничном слое на гидравлически гладкой поверхности, с равномерным по длине пластины вдувом. Ркспериментн проведены при ие= 15-20 м/с; Ке„=(3-4,1)х105 ; Тие = (0,3-3)?; ДТ Тг -

О - 60К; К = (0-2) 10"6; Г = 0-0,03..

Коэффициенты поверхностного трения определялись по измеренным в непосредсьвонноп окрестности стенки профилям скорости и температуры. Характерные результат» измерения п сечении канала хД=0,95 (см. Рис.2а) приведены на рис.3-4. Из рис. 3 видно, что ¡три а< ?0°увеличоние отрицательного градиента давления действует на гидродинамический пограничный слой противоположно злилют.' вдувя. При умеренных значениях К рост Тие от 0,3 до 3? приводит к незначительной деформации профиле" скорости а к значительному ( порядка 25" ) росту максимума пульсаций скорости (крипая Та ка рис.3). На тепловой пограничный слой Тие влияет по другому. При незначительных ускорениях Тис практически не влияет на профиль температурч, а по мере роста к увеличим Тие приведи? к росту его заполненности. При вдувах с*. > 90° ( рис.4) на профилях пэяадяптс* дополнительные пики, ооусловленные тормотекиом пристенного течения и разрушением больного количества мнкрост-руек вдуваемого газа. Увеличение К при вдула*. Г> 0,0X5 подачтя-ет влияние тие , уменьшая интенсивность пульсаций во внесшей области пограничных слоев. По результатам е;:сперн"ентов видно,' что увеличение фактора неизотер"ичноотн приводит к заметному росту уровня пульсаций скорости и температуры. а профили скорости а температуры уенготся назначит«.-.'».-:«). Ттот ускорения потока уентает ото влияние. На рта. 5 прослог.иглптся основные алгоган« нссдодсг'лиых Факторв г;а Сг и „ Вкдго, что гчпггзгпити при сдувах (x > ?0°я наличии отртгдтелышх ггалк-'птоз лдрл^пр" <рл»л о'д.ект.ь'то, чем ирч Г\Г,уг-^>: < '^дичепне степени турбу-

прч К > 1,3 1С приводит ц уре.'пгч-'".'.т

о о,с<; о,се о,и, 16 о,г о 0,04 о,се 0,120,16 о,2

Рис. 3,4. Влияние возмущающих течение факторов нн гидродинамику (а) и теплообмен (б). Условия экспериментов:рис. 3 — ,

'4 с^-'.СЬ0; К*2 КГ6; ТЦ^0,37,,ДТ=2Ш; Р =0,0091крлвне ),4);Р = О,Он (кривые 2,5), Р -С,015(3,б). Кривая 1а - Тив ■■ 3". .

0 1 2 3 4 5 Рис. о.Трение (а) и топлообмеи (б) а зависимости от интенсивности вду- мои. 111е-0,3"'; К 2 .^Г". 1,2,3 -ва. I-для всех обозначсниГ5с6-15°и 165°. расчет по 11-7) для углов 15г

90°, 1бЬ"; 4,о - -.кзпоримент

1 2 3 4 Рис..и. 0тно2кге;п ;:нЛ топлооб-" -V',; К 2 .^Г6.!,-,..

'п оболн. 2 3 4 5 6 Г1 в

1С Ш~ь 1,3 1,3 2 2 0 0 0

0,3 3 0,3 3 0, ,3 0, ,3 0,3

ДЛЯ У1ЛС1'

. о

А, и

ТакИи образом видно, что рассматриваемые воздействия рл/яют на пограничный слой довольно сложным образом. Так влияние К и Тие в отдельности проявляются в том же направлении т.е. увеличивают cj; и St . При совместном же их воздействии эфТ'ОКт не адекватен. Аналогично с-другими факторами взакмодест-вует и угол вдува. Напр.: при вдувах против потока влияние Тие проявляется слаоее, чем при ¡х < 90? так как турбулиэацип пограничного слоя в этом случае в основном вызывает не внешняя турбуленнтность, а вдуваемый газ.

Па основе экспериментальных данных, полученных в работе и с применением метода относительного соответствия, предложенного В.П. Мотулевичем, в работе получении эмпирические зависимости для определения относительного закона трения и теплообмена.

За основу и в данной работе взята зависимость:

мл ( т j

Коэффициент!; ^ и ^ 'здесь являются слокннми ^ункция^-и, вид которых зависит от интенсивности и утла вдува, степени внешней турбулентности, отрицательного градиента давления. В предельном же случае эти функции должны равкятся единице, а зависимости ( I )прообразоватся в известную зависимость Кутатоладзе-Леонтьева:

У (2)

Поэтому представляется логичным и целесообразным эти функции выразить перемножением функции, каждая из которых в пределе равна еднице в случае "нолевого" значения воздействия, при атом общий вил зависимостей для определения у и получа-

ется одинаковым. Поэтому niese приводится общая 1'орма записи соответствующих функций и пределы изменения знеишк воздействий, п значения коэффициентов для расчета у и ^ представлении в таб-' л rate I.

Внезнав воздействия разделены по группам и кх влияние для удобства оценивается отдельными коэффициентами:

р fr. Г îfa ■ frb ' & ( 3 )

Нипшто г.кеп'-ей. турбулентности с корректировкой по тт.-П" вдува к отрицательном./ градиенту давления оцвккнэот ко!»№>у::. hit:

- - ÛA.CÏÏ..- M.-.JJSrf _ . .

где

Тиж:и^Тие«0,05; Ти^-0,002

Воздействие Яе^.,, и интенсивности вдува:

Г/6000 I"1 Л , при ^,<"000

при [?е>((>6000

Влияние градиента давления:

У»51 где 0<К<2,5-10"6 ( 6 )

Влияние угла вдува с оценкой интенсивности:

( 7 )

где

^А, (с*/пГ

в зависимостях

ОС

< 170

выражается в радианах.

Таблица I.

Ко Официант А,

У 0,62

т У 0,62

Коэффициент с<

т 2,96

т т 2,96

а,

0,496

0,93

0,21

0,263

2,5 10

2,5 10

а, а5 а, а»

9700 1,382 53,118 3,0

9700 2,465 109,165 0,1

ПИ пп4 глг п

0,6 0,125 1.4 2

0,6 0,125 2,0 2

С

Так как зависимости (1-7 ) довольно громоздкие, била

соэданна несложная в употреблении программа г.-.- раеч'лж ,то ним. По этой программе проведении расчеты в ксслрдт.энтгх '.•¡'спери/ен-

тально случаях. Ка рис.6 приведены результаты расчетов по программе, аппроксимирующие экспериментальные данные.

РАЗРАБОТКА РАСЧКТГОГО КТОДА

Для расчетного исследования течения а теплообмена в турбулентном пограничном слоо в конФузорных каналах устройств тепловой обработки материалов при наличии вдува под разнч'ми углам,; к поверхности выбрана система уравнений пограничного слоя, замыкаемая через турбулнтную вязкость а турбулентное число Пранд Исходная система уравнений:

п.

ди

г дх > ду ах ¿у

Ж , А.

С граничными условиями:

и = и„ (х); \1--У„{х); Т=Т„(*)

уи = ие(*); Т=гс

В тако* модели изменение структуры турбулентного пограничного слоя отображает изменение к Л т- :

„;2с1и . . _ Мт Ср , то V

Т " Ргг

На основании анализа литературных данных за исходную зависимость для определения Прандтлиевской длины пути смешения выбрана комплексная зависимость, позволяющая определить длину пути смещения по всей толщине пограничного слоя. В общем виде ее можно записать:

( 8 ) ( 9 ) ( 10 )

( П )

С«*

/в оР /с /йе,

где отдельные составляющие в зависимости ( 13 ): - поправка Ван- Дриста:

( 13 )

С 14 )

где А^представляет собой толщину ламинарного подслоя, зависящую

от вдува и градкопта давления; - поправка Скмпсо>ла;

-поправка на числоЯе^* :

Г И+Г/600О_)^« Л г

Тке^ 1.4 Ре** У и 1вор

- поправка на неисследованные ранее воздействия: ]"ьо3д " |ти ' [л

За прототипную для теплообмена принята зависимость, предложенная Себеси:

( 16 ) ( 17 )

Х^-ехрЬ/В)] ~ аТ.^ (18)

Система уравнений для решения конечно-разностным методом била расписана по шеститочечной неявной конечно-разностной схеме с переменной сеткой по толщине пограничного слоя и реиачаеь ит-торацонным методом обратной прогонки. Переменные теилобизическиз свойства газа интерполировались по табличным данным и про-Тклю температуры в предыдущем расчетном сечении (для газовой смеси по специально созданным подпрограммам).

Для численного решения составлений программа на Фортране -1У. Работоспособность программы проверялась на классических примерах течения типа плоской пластины, канала с ларалелышми станками, пластины со скачком температуры и т.д. Результаты тариро-вочных расчетов показали надежность и работоспособность метода и программы (рис.7). Созданная программа в дальнейшем применялась для проверки корректировки зависимостей для определения Мт к

Ргт .

Дополнительное воздействие в виде угла вдую, как показано выше, комплексно взаимодействует с остальными факторами, и для оценки влияния ' степени турбулентности применяется зависимость ( 4 ) т.е.: ^ти ~ •

Для описания влияния угла вдува использовалась зависимость, по существу аналогичная ( 7 ), но учитывавшая уиотлпг,:-" пзкяпп-.:-угла вдува при отдалении от стенки:

1>&*р(-ч/А)] „

1,5 1,0

'¡со

300

Рис.

®

3

а7~ --—и--- — 1 г

10 20 30 40 50

осД

Ь ©

Ч ч 3 1 — — •—о-

^ 1

10

20

7. Тарирзвочн:« расчет, а ;

б в сечениях за скач.Ь'м тем-

пературы. 1,2 -эксперп'.'ент и расчет Л.Браука, 3-расчег по (6-22К

БНО

0,1 0,2 0,3 0,4 0,о 0,6 0,7 0,Ь О,У

0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,и 0,7 0,8 0,9

Ряс. 'о. Развитие погращшг.'.х слсьа, С^ , 51 по

длине калала. а-гндрл>!л;;чоегг:и;, б-топ.чо-ьой. 1,2,3-р.-ич.;Г;й)о,С1-Г1-:сг!-:! :;•:■;!-: г при

/ г О ■ г -о

о\ -1С , :Ь-У СОО И'с

;твенно.

где

55

от

с( щрад .

Зависимость ( 19 ) удойнее применяемых ранее зависимостей, так кгмс описывает все углы вдува, а также оцениваот такой важный экспериментально установленный Факт, как зависимость влияния угла вдува от расстояния от стенки.

Таким образом, приведенный выше комплекс корректирующих зависшлосте;; для расчета длины пути смешения является достаточно общим алгоритмом замыкания уравнения ( 8 ) через турбулентную вязкость и охватывает все рассматриваемые в работе воздействия.

Для оценки дополнительных воздействий на характеристики теплового пограничного . слоя, была модифицирована зависимость ( 18 ) к виду:

п ^ ' ^ ор "^е»-)» /ти '

Кгт" .г. Г .г

]<*. ^е^ Л с

рр

( 20 )

Нпияние степени турбулентоности

1ти = £ Влияние угла вдува:

оценивае!

где

тст т 63

-109,

Влияние малых чисел Ре

**

1

|6000 -

\0,«1 Л г Т

I -Ч]**?

зависимость

( 21 )

( 22 )

С«.оррбкткрозанныз зависимости для с и ргт проверялись ш 15<н спектре экспертентальных исследований. Получено удовлетворительное совпадения результатов расчета как по профком скорости и температуры, гак и по толщинам пограничтос слоев С^ и 51 ( рис.8).

УСТРО^СТВА ТЕПЛОМ ОБРАБОТКИ VAW.ÍA.IOB

Разработанные расчетные методы и результаты экспериментов били применены для улучшения теплотехнических и конструктивных характепистик газовой горелки и О/Л-а (рис.Т). Анализ работы известных горелок с проницаемыми стенками камер сгорания привел к выводу, что существенным условием улучшения качества • работы горелок такого типа является равномерность подачи газовоплу^но'' смеси по длине камеры, так как при неравномерной подаче увеличивается химический недожог, ухудшаются экологически") характеристики (увеличивается образование окислов азота). Установлено, что равномерность подачи можно улучшить путем применения огнеупорного материала с переменным по длине наклоном пор. При том наклон пор меняется от 90°на дни;" до 30°- 40°в области сочла. Кроме стабилизации горения за счет равномерности подачи горгчпй смеси, также уменьшается вес камеры сгорания на 25 - М"/, (рис.9). Продольная составлявшая скорости на поверхности дополнительно стабилизирует поток продуктов сгорания. Нл рис. 10 приведено сравнение изменения скорости вдува п горелках различных конструкций. Видно, что при значительном отклонении от номинальной нагрузки равномерность подачи газовоздушой смеси в таких горелках меняется незначительно (рис.Юв). Проведенные ::о разработанной методике расчеты позволили более корректно определить основные локальные характеристики точения в горелках такого типа.

Анализ точения газа в разрядной камере ЖГС-а показал, что существенное влияние на уменьшение к.п.д. устройства оказывают развивающиеся на электродах пограничные слои. Источником энергии в ЗИЛ-ах служит электрические разряд. Образовавшиеся поело разряда поршень горячего газа выталкивается свежей смесью газов и, за счет отставания газа в пограничных слоях, у электродов образуется зона нагретого газа. Новый разряд можно производить только при равномерном распределении свойств смеси по длине канала, поэтому отставание части газа у электродов приводит к необходимости увеличения времони "проветривания" разрядной зоны, а тем самым к уменьиению частоты следования импуьсов и падению мощности устройства. Применение вдува по потоку части свежего газа (при том незначительной, порядка 1-1,5%) через электрод, позволило сократить времл "проветривания" и увеличить частоту следования импульсов на 1%, По расчитанкым по длине канала распределениям профилем скорости, температуры и концентрации в различных режим-

ких условиях били определены осяотдам параг."?три ¡г.боги к JJOWHU моры по повышению ¿ТОЧНОСТИ устройстш . путл" ят-й"1!! ♦ вдува по потоку. Определены оптииольииэ углы и кнт-,1,г::? сит л вдува, с учетом услопи*1 тсчонич в разрядной камере.

Н'ГДЦЫ

I Экспериментально и расчетным лy;f'M устаноя'егя i;»,-' разность применения nponwywix под разшл'и углами пег.": -;т материалов в газовых горелках с тронипне-'ым;! камера»-« огтт:.и CWI-ax.

2) Проведено экспериментальное и числешгго етсл^дт-ч»::;'» газодинамики и теплообмена на т«од«?лкрт»)цч?* стенки rji'v^i.'?^:'-^'--мы.х устройств поверхности. Изучена структура течения, получен): поля скорости и температуры в пограничных слоях в ¡вяг.огмч диапазоне углов вдува, градиентов давления, турбулонтяс; набегаядего потока.

3)Разработана программа, основакая на ре-дении Д1г(>5 "г •vnv. л-ышх уравнений двумерного пограничного слоя, '-.а через и Ргт , позволяющая вести расчегиоо исследована; таз-вития ламинарных ика турбулентных пограничных c.r.con r;j и наг.ичк« теплообмена и под воздействием таких всамук^лоцих '¡чкторон ::ак степень турбулентности набегах/дего потока, продолы»«.! гряд давления, угол вдува при докритическнх иптенекпносгях последнего. Прк этомдлт получения и Pry применялась завис ;rvoi;~ ти, основанные на оценке влияния возде^стви? на длину пути с"--шения, учитывая взаимное влияние воздсйстви4. Впервые на основ; этоЯ модели получено выражение для числа Ргт .

4)3дув против потека в пограничный слоя при отрицательном градиенте давления более з^яктиь-зн для целей теплою;! зами-ш, чем вдув по потоку и нормальный вдув, что аналогично безградиеь-тному течению.

5)Экспериментально установление, что структура теплового турбулентного пограничного слоя не консервативна к воздействию отрицательных градиентов давления в условиях направленного под разными углами вдува, так - профиль .температуры при вдуве под утлом о< < 90 под воздействием отрицательного градиента давления становится менее заполненным, чем при вдуве по нормали.

6)Влияние градиента давления, степени турбулентности, интенсивности и угла вдува на характеристики пограничного слоя не аддитивно: .

- при слабых вдувах определяющее вдмшл оказывает градиент давления, а угол вдува влияет слабо;

- при умеренных вдувах влияние градиента давления, утла и интенсивности вдува соизмеримо;

- при сильных вдувах начинает доминировать отрицательный градиент давления;

- влияние отрицательного градиента давления и .турбулентности набегг-ь-дего потока меняются по длине< с преобладающи!/ воздействием в начальшгх сечениях и ростом влияния градиента давления вниз по потоку;

- рост градиента давления одновременно с Тие сопровождается усилением воздействия последнего, что объясняется падением уровня "собственных" ггульсаци? в пограничном слое и тем самым повышением чувствительности к уровню турбулентности набегающего потока.

7)По разработанной методике проанализированно течение и теплообмен в таких устройствах как мектроконизациошше лазеры импульсно периодического действия, позволившие определить оптимальные характеристики управления пограничными слоями посредством направленного вдува с целью обеспечения равномерности распределения характеристик газа к моменту следующего разряда и увеличения частоты следования импульсов.

8)Проведенные по составленным программам расчеты по выбору пкеплуатационных и конструктивных характеристик газогорелочного устройства с проницаемыми стенками позволило установить,что: -для увеличения равномерности подачи газовоздучноЯ смеси в камору сгорания целесообразно применение огнеупора с переменным по длине камеры наклоном пор. При том изменение угла наклона пор от 90" в области днкда до 30° - 40° в области сопла обеспечивает равномерность вдувания при одновременном уменьшении массы камеры нп 25 - АТй ь зависимости от номинальных параметров.

-для выходного сопла целесообразно применение дополнительного дй|<1)уяорного кольца с проницаемостью под тупыми углами, что обеспечивает наделшуюого теплозащиту.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЖ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТН

1.Адомавичюс Л.А., Папуикин В.И., Сергиевский Г).Д. Т&счетно

-икоперимонтлльное исследование дисперсного потека в канале//

Мат. конК I?8:i г. "Разв. техн. наук и персп. коп. их роз. Механика XIII. iUuiumc ,1981. - С. М - 48

2.Адомавичюс A.A., Сергиовскии Э.Д., Шитов Н.Ф. Окспердаен-тальное исследование гидродинамики и теплообмена в начальном участке канала при наличии направленного вдува//Мат ко Hi. Т9РЗ г. "Автом. и мэханкз. произв. проц. и управл." Механика Х1У. Вильнюс,1983. - С.75 - 76 .

3.Адомавичюс A.A., Попов B.C., Шитов Н.Ф. Теплообмен и гидродинамика в канала с проницаемой стенкой при направленном вдуве теплоносителя /Дез. докл. !У Всесоюзн. пк. сем. по совр. пробл. гидрод. и теплообм. и путях повнга. э!й.ективн.

энзргетич. устан. - М.,1983.- С.25.

4.Адомавичюс A.A., Попов B.C., Сергиевский О.Д., Титов Н.?>. Экспериментальное исследование структуры турбулентного пограничного слоя при направленном вдуве через пористые поверхности// Тез. докл. Всес. научн. конТ>. "Проблемы энергетики теюттехноло-гии". - М.,1983. - т.2. - С.28 - 29.

5.Теплообмен при турбулентном течении в канале при направленном вдуве/Адомавичвс A.A., Мотулевич В.П., Серги^вски? О.Л. и др./ Теплофизика высоких температур. - 1984. - т.22. - 6. -С.II42 - 1145.

6.Адомавичюс A.A., Попов B.C., Сергиевски? ?.Д., ЧновскнП Л.С. Разработка принципов воздействия и их расчета па процессы тепло- и массообмена в энергетических установках направленным вдувом//Мат. конф. 1984г. "Интанскк произв., созд. новых техн., изд. и материалов". Механика ХУ. - 1934, Вильнюс. - С.2ь - 27 .

7.Исследование тепловых и гидродинамических характеристик турбулентного пограничного слоя при наличии внешних возденстпи?/ Адомавичюс A.A., Лукоиявичюс Л.-К.Ю., Мотулевич В.Л.и др./ "Тепломассообмен турбулентннх потоков в энергетических установках" Межвузовски;! тематически;-, сборник Л 28. -М. ,1984. - 0.J - 21.

Ь.гдомавячюс A.A., Сергиевски!» Э .Д., Чиникао Г.Б., Янраски.1 Л.С. Управление процессами тепло- и массообмена при помощи направленного вдува//Мат. кон$. 1986г. "Усоверн-енств. технолог, процессов, автоматизации и разв. гибкого автоматя-зиров. произв. "Механика ХУ1Г. -Вильнюс, 1986. - С.38-39.

9.Течение и теплообмен на проницаемых стенках конТузорных каналов при направленном вдуве/Адомавичюс A.A., Мотулевич ПЛ., Сергиевския Э.Д. и др./Теплоэнергетика, - 1987. 2. - С.27 -30.

10.Адомавичюс A.A., Мудюолито A.A., Сергиевский Э.Д. Модернизация горелки с проницаемши стенками/Д'ат. кон}). T9S7 г. "Развитие технических наук в республике, способы и сродстаа ис-

пользования их результатов", Механика ХУ111. - Вильнюс, 1987. -С. 23 - 24.

осювда ОБОЗНАЧЕНИЯ

и , V - продолльная и поперечная составляющие скорости (м/с), Т - температура (К), К - параметр ускорения, Т - степень турбулентности (1), ^ = - интенсивность вдува,

■ - плотность теплового потока ( Б-р /м ), Е> = Р /С{„ - параметр вдува, оС - утол вдува (°), .чу - относительное троние и теплообмен, ^ - коэффициент воздействие в зависимостях относительного трения к теплообмена, ^ - коэффициент воздействий в зависимостях для { и Рст , 5 толщина пограничного слоя (м), х,у - продольная и поперечная координаты (м). [и , 0 динамическая и кинетическая вязкость, ЗС - постоянная Кармана. Индексы: (Т)- тепловой, (т) - турбулентный, (с)- за пределами пограничного слоя, (у) - по длине, («,) - на стенке.

)1о;ип<| чо ь печати IКч. и

/Л

л-

закщ

-7/

13.

/