Разработка и исследование систем термостатирования оборудования аэрокосмической техники на основе самовакуумирующейся вихревой трубы
Диссертация
В Куйбышевском авиационном институте (ныне Самарском государственном аэрокосмическом университете) профессором А. П. Меркуловым в результате проведенных экспериментальных исследований были получены обобщенные характеристики вихревой трубы и разработан метод её инженерного расчета. В отраслевой научно-исследователькой лаборатории № 9 КуАИ было создано большое количество вихревых устройств для… Читать ещё >
Содержание
- Перечень условных обозначений, символов и сокращений
- ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
- 1. 1. Основные научные направления исследования вихревых систем термостатирования на основе самовакуумирующейся вихревой трубы, перспективы использования
- 1. 2. Анализ гипотез, объясняющих энергоразделения потоков. Гипотеза взаимодействия вихрей
- 1. 3. Экспериментальное исследование вихревых труб различной конструкции. Самовакуумирующаяся вихревая труба
- 1. 4. Цель работы и задачи исследований
- ГЛАВА 2. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ И ХАРАКТЕРИСТИК САМОВАКУУМИРУЮЩЕЙСЯ ВИХРЕВОЙ ТРУБЫ, КАК ОСНОВНОГО ЭЛЕМЕНТА ВИХРЕВОЙ СИСТЕМЫ ТЕРМОСТАТИРОВАНИЯ
- 2. 1. Методика расчета параметров газового потока в самовакуумирующейся вихревой трубе
- 2. 2. Поправки на давление и температуру
- 2. 3. Методики расчета геометрических параметров и характеристик самовакуумирующейся вихревой трубы на ЭВМ
- 2. 3. 1. Методика расчета геометрических параметров самовакуумирующейся вихревой трубы на ЭВМ
- 2. 3. 2. Методика расчета характеристик самовакуумирующейся вихревой трубы на ЭВМ
- 2. 3. 3. Методика расчета характеристик самовакуумирующейся вихревой трубы при изменении высоты и скорости полета летательного аппарата на ЭВМ
- 3. 1. Описание установки для проведения исследований характеристик самовакуумирующейся вихревой трубы
- 3. 2. Описание базового экспериментального стенда для проведения лабораторно-заводских испытаний вихревых систем термостатирования
- 3. 3. Планирование эксперимента для исследования самовакуумирующейся вихревой трубы
- 3. 3. 1. Выбор факторов. Анализ априорной информации
- 3. 3. 2. Планирование эксперимента при проведении исследований
- 3. 4. Результаты экспериментального исследования самовакуумирующейся вихревой трубы
- 3. 5. Распределение скоростных полей внутри самовакуумирующейся вихревой трубы
- 3. 6. Сравнение результатов расчета и экспериментального исследования
- 4. 1. Вихревая система термостатирования с автоматическим регулированием параметров диффузора
- 4. 2. Ступенчатая комбинированная вихревая система термостатирования оборудования аэрокосмической техники
- 4. 3. Оценка эффективности вихревых систем термостатирования
- 4. 4. Методика оценки энергетического совершенства системы термостатирования
- 4. 5. Порядок расчета оценки эффективности систем термостатирования
- 4. 6. Сравнительные характеристики эффективности систем термостатирования
Список литературы
- Абакумов A.M. Теория автоматического управления Самара: СГТУ, 2001. С. 74.
- Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. М.: Энергия, 1994, — С. 824.
- Авиация: Энциклопедия / Под ред. Свищева Г. П. М.: БРЭ, 1994 — С. 736.
- А. С. № 115.1180 СССР, кл. 18с, 1Y70 и 17с. Холодильная камера / Меркулов А. П., Дорофеев В. М. // Заявлено 28.03.1958.
- А. С. № 152.469 СССР, кл. 17а, 6 МПК 3 04. Вихревая холодильная камера для получения низкий температур в замкнутом объеме / Меркулов А. П.// Заявлено 19.02.1962.
- А. С. № 124.682 СССР, кл. 421. 121. Термостат / Меркулов А. П.// Заявлено 17.03.1959.
- А. С. № 128.471 СССР, кл. 17а, 20. Вихревой энергоразделитель / Дубинский М. Г.//Заявлено 10.09.1959.8.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Леонович Г. И., Лукачев С. В. Вихревые системы термостатирования авиационного оборудования // Изд-во Самарского научного центра РАН, — Самара, 2005. С. 175.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Бронштейн В. М., Дорофеева Т. С. Ступенчатая вихревая система термостатирования приборных отсеков летательных аппаратов// Научно-технический сборник, Ракетно-космическая техника. Самара, 2003. С. 12−36.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В. Дорофеева Т.С. Имитационное моделирование вихревой системы термостатирования с самовакуумирующейся вихревой трубой. // Информационный вестник Самарской области. Выпуск 7- Самара, 2005.-С. 37−40.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Дорофеева Т. С. Вихревой эффект для термостатирования термонагруженного оборудования // Труды II Международной научной школы-конференции: Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики.- Алушта, Крым, 2004.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Дорофеева Т. С. Исследование самовакуумирующейся вихревой трубы // Материалы IV Международной научной школыконференции: Актуальные вопросы теплофизики и физической гидрогазодинамики.- Алушта, Крым, 2006. С. 66−69.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Леонович Г. И. Математическое моделирование вихревой системы// Вестник СГАУ. Серия: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей.- Самара, 2000, — С. 7−16.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Леонович Г. И. Математическое моделирование системы управления ВСТ// Труды всероссийской научно-технической конференции: Процессы горения, теплообмена и экология тепловых двигателей.-Самара, 2000. С. 148−161.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Лукачев С. В. Вихревой эффект для термостатирования изделий аэрокосмической техники // Внедрение результатов вузовской науки в производство. Фундаментальные и прикладные проблемы энергетики.- Самара, 2001.- С. 12−21.
- Алексеенко В.П., Бирюк В. В., Никитченко Б. П., Малые энергопреобразую-щие комплексы на основе вихревого эффекта // Труды МНТК: Научные проблемы нетрадиционной возобновляемой энергетики/ СамГАСА.- Самара, 2000.-С. 14−16.
- Алимов Р. 3. Гидравлическое сопротивление и тепломассообмен в закрученном потоке//Теплоэнергетика.- 1965.-№3 .- С. 16−19.
- Бирюк В.В. Вихревая регенеративная установка // Некоторые вопросы исследования вихревого эффекта и его промышленного применения: Материалы 1 Всесоюзной научно-технической конференции по вихревому эффекту.- Куйбышев, 1973.-С. 46−52.
- Бирюк В.В. Основы расчета характеристик вихревых авиационных систем охлаждения, — Самара: СГАУ, 1997. С. 92.
- Бирюк В.В., Алексеенко В. П., Бронштейн В. М. Исследование работы вихревых труб для систем термостатирования аэрокосмической техники// НТС, РК техника, Самара, 1998. С. 11−15.
- Бирюк В.В., Вилякин В. Е. Экспериментальное исследование охлаждаемой вихревой трубы // Труды второй ВНТК «Вихревой эффект и его применение в технике» / КуАИ, Куйбышев: 1976. С. 90−96.
- Бирюк В.В., Меркулов А. П. Вопросы применения вихревых охлаждающих устройств в авиационной техники и технологии, там же, С. 171−176.
- Бирюк В.В. Вихревой эффект энергетического разделения газов в авиационной технике и технологии // Изв. вузов. Авиационная техника / КАИ -Казань: 1993. № 2 С. 20−23.
- Болховитинов О.В., Вольнов И. И., Михалев Г. Е., Подоляк М. П. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1991.-С. 140.
- Борисов А.А., Куйбин П. А., Окулов B.JL Описание конвективного теплопе-реноса в вихревой трубке. // ДАН, 1993. Том 1. С. 28−31.
- Бродянский В.М., Лейтес И. Л. О градиенте температуры в трубе Ранка-Хил ша // ИФЖ.- Минск: 1960. т. З, № 12. С. 72 — 77.
- Бродянский В. М, Мартынов А. В. Вихревая труба для сепарации природного газа // Новости нефтяной и газовой техники. Сер. Газовое дело.- 1962.-№ 4. С. 17−23.
- Бродянский В.М., Мартынов А. В. Зависимость эффекта Ранка-Хилша от температуры. — М.: Теплоэнергетика. 1964.-№ 4. -С. 16−78.
- Бродянский В.М., Фратшер В., Михалек К. Эксергетический метод и его приложения // Под ред. В. М. Бродянского, -М.: Энергоатомиздат, 1988. С. 288.
- Вассерман А.А., Казавчинский Я. З., Рабинович В. А. Теплофизические свойства воздуха и его компонентов М.: Наука, 1966. С. 375.
- Вилякин В.Е. Исследование скоростных полей в самовакуумирующейся вихревой трубе при наличии в ней охлаждаемого тела // Материалы V Всесоюзной научно-технической конференции: Вихревой эффект и его применение в технике.- Куйбышев, 1988 .- С. 16−20.
- Войтко A.M., Глебов С. И. Исследование теплоотдачи и гидравлического сопротивления при вихревом движении газа в трубе //Холодильная техника.-1967.-№ 9.-С. 72−78.
- Волов В.Т., Лаврусь О. Е. Математическая модель вихревого эжектора // Математическое моделирование и краевые задачи: Труды 9 межвузовской конференции СГТУ. Самара, 1999. — С. 21- 23.
- Вулис Л .А. Об эффекте Ранка // Изв. АН СССР.- 1967.-№ 1. с 72- 78.
- Вулис Л.А., Кострица А. А. Элементарная теория эффекта Ранка // Теплоэнергетика .- 1962.-№ 2. С. 72- 77.
- Гандельсман А.Ф., Илюхин Н. В., Науриц Н. П. Исследование термоэлементов, как измерителей температуры в потоке газа высокой скорости // ЖТФ. -1952.-№ 22, Вып. 2. С. 72- 77.
- Гинзбург И.П. Аэрогазодинамика. М.: Высшая школа, 1966. — С. 72.
- Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 2002, — С. 349−361.
- Гродзовский Г. Л., Кузнецов Ю. Е. К теории вихревой трубы// Изв. АН СССР, — 1954.-№ 3. С. 22−27.
- Гольдштик М.А. К теории эффекта Ранка // Изв. АН СССР. Механика и машиностроение, — 1963.-№ 3. С. 132−137.
- Гуляев А. И, Исследование вихревого эффекта // ЖТФ.- 1965. Вып. 10.
- Гупта А., Лилли А., Сайред Н. Закрученные потоки. М.: Мир, 1987.-С. 588.
- Дейч М.Е. Техническая газодинамика. М.: Энергия, 1974.- С. 592.
- Дейч М.Е., Лихорзак Е. Е. О вихревых эффектах в турбинной ступени // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт.- 1964.-№ 3. С. 103−108.
- Дорофеева Т.С. Методика расчета геометрических параметров СВТ и параметров газового потока // Вестник СГАУ, выпуск 2 (10), ч.2 Самара, 2006.- С. 109−113.
- Дубинскии М.Г. Вихревой вакуум-насос // Изв. АН СССР. -1954.-№ 3.
- Дубинскии М.Г. О вращающихся газовых потоках // Изв. АН СССР.- 1954. -№ 3. С. 68−71.
- Дубинскии М.Г. Вихревой энергоразделитель // Изв. АН СССР. 1955.-№ 6. — С. 75- 77.
- Дубинский М.Г. Вихревые аппараты // Изв. АН СССР. 1955.- № 8. — С. 2537.
- Коваленко И.Н., Филиппова А. А. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Высшая школа, 1982. С. 200−204.
- Колышев Н.Д., Вилякин В. Е. Авиационные системы охлаждения на основе СВТ // Материалы V Всесоюзной научно-технической конференции: Вихревой эффект и его применение в технике.- Куйбышев, 1988.- С. 102−106.
- Кузнецов В.И. Методика расчета вихревой трубы // Труды I конференции по вихревому эффекту/КУАИ.- Куйбышев, 1974. С. 25- 30.
- Кузнецов В.И. Полуэмпирическая теория противоточной вихревой трубы // Труды I конференции по вихревому эффекту/ КУАИ.- Куйбышев, 1974. С. 3847.
- Ландау Л. Д, Лифшиц Е. М. Механика сплошных сред.- М.: Гостехиздат. 1954.-С. 759.
- Макаров И.М., Менский Б. М. Линейные автоматические системы. М.: Машиностроение, 1977.- С. 464.
- Мартыновский B.C., Алексеев В. П. Вихревой эффект охлаждения и его применение // Холодильная техника.-1953.-№ 2.
- Мартыновский B.C., Алексеев В. П. Термодинамический анализ эффекта вихревого температурного разделения газов и паров // Теплоэнергетика, — 1955.-№ 11.- С. 31−34.
- Мартыновский B.C., Алексеев В. П. Исследование эффекта вихревого температурного разделения газов и паров // ЖТФ, — 1956, Вып. 10.- С. 2303−2315.
- Мартыновский B.C., Парулейкар Б. Температурное разделение воздуха на холодном конце вихревой трубы // Холодильная техника.- 1959.-№ 1.- С. 3 -8.
- Мартыновский В. С., Парулейкар Б. Эффективность вихревого метода охлаждения // Холодильная техника.- 1960.-№ 2.- С. 29−33.
- Мартыновский B.C., Войтко A.M. Эффект Ранка при низких давлениях // Теплоэнергетика.- 1961.-№ 5.-С. 9−13.
- Мельников А.П., Сычев И. А., Филиппов Н. Ф. Курс газогидродинамики (основы газодинамики, гидравлики и аэродинамики летательных аппаратов) Ленинград: ВИА им. Можайского, 1968.- С. 746.
- Меркулов А.П. и др. О критических режимах вихревой трубы. // Известия ВУЗов, Сер: Авиационная техника, 1979.-ЖЗ.-С. 12−18.
- Меркулов А.П., Кудрявцев В. И., Токарев Г. П. О коэффициенте расхода вихревых труб // Известия ВУЗов, Сер: Авиационная техника, 1981.-№ 5. С. 8−17.
- Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. — М.: Машиностроение, 1968.-С. 182.
- Меркулов А.П. Вихревой эффект и его применение в технике. — Самара, 1997.-С. 292.
- Меркулов А.П. Осушение сжатого воздуха методом конденсации и вымораживания // Холодильная техника.- 1965.-№ 11. С. 34−37.
- Меркулов А.П. Вихревая холодильная камера // Холодильная техника.-1959. № 11.т.- С.8−12.
- Меркулов А.П. Вихревой термостат // Холодильная техника. -1960.-№ 3. С. 16−18.
- Меркулов А.П. Исследование вихревой трубы // ЖТФ.1956.-Т. 27, вып. 6,-С. 1271−1276.
- Меркулов А.П. Совместная работа вихревой трубы и диффузора // Холодильная техника.- 1962.-№ 4, — С. 34−39.
- Меркулов А.П. О целесообразности использования вихревого эффекта на высоких давлениях // Труды КуАИ.- Куйбышев, 1961.- С. 275−282.
- Меркулов А.П. Вихревые холодильно-нагревательные установки. -Куйбышев: Кн. изд-во, 1961.- С. 44.
- Меркулов А.П. Гипотеза взаимодействия вихрей // Изв. ВУЗов. Энергетика.-1964.-№ 3.- С. 74−82.
- Меркулов А.П. О критических режимах вихревой трубы // Изв ВУЗов. Авиационная техника, — 1979.-№ 4. С. 29−46.
- Меркулов А. П, Колышев Н. Д. Исследование температурных полей вихревой трубы с диффузором. — Труды КуАИ. Куйбышев, 1965. С. 167−177.
- Меркулов А.П., Колышев Н. Д. Распределение скорости по высоте сопла вихревой трубы. — Труды КуАИ, Куйбышев, 1965, С. 174−178,
- Метенин В.И. Экспериментальное исследование рабочего процесса воздушной вихревой холодильной установки // Холодильная техника. 1959. -С. 291 313.
- Метенин В.И. Исследование вихревых температурных разделителей сжатого газа//ЖТФ. 1960. Т. 30.-С. 109−110.
- Мизес Р. Математическая теория течений сжимаемой жидкости. М.: Изд-во Иностр. лит., 1961.-С. 298.
- Любимов Д. В., Тарунин Е. Л., Ямшинина Ю. А. Теоретическая модель эффект Ранка-Хилша. // Вестник Пермского университета. Математика. Выпуск 1., ПГУ., 1994.-С. 162−177.
- Солодовников В.В. Теория автоматического регулирования. Ч 1, М.: Машиностроение, 1967.-С. 767.
- Соколов Е. Я. Характеристика вихревой трубы, // Теплоэнергетика, 1968. -С. 336.
- Торочешников Н.С., Лейтес Н. Л., Бродянский В. М. Исследование эффекта температурного разделения воздуха в прямоточной вихревой трубе. — ЖТФ, т. 28,1958.-С. 1229−1236.
- Фультон Ц. Д. Труба Ранка. — Холодильная техника, 1950.
- Чижиков Ю. В. Определение диаметра вихревой трубы в зависимости от степени расширения газа // Известия ВУЗов, Машиностроение 1972. — № 8. — С. 165.
- Щукин В. К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. М.: Машиностроение, 1982. С. 199.
- Щербаков В.А., Цибер Н. А. Алгоритм программного управления пространственным перемещением// Сборник науных трудов/ Куйбышев 1985 г. С. 8185.
- Erdelyi, Wirkung des Zentrifugalfeldes fiifdem Warmezustand der Gase, Erkla-rung der Ranque-Erschinung: Forschung aufdem Gabiet des.
- HILSCH R" Die Expansion von Qasen in Zentrifugalfeld als Kaelterprncess// Zeitschrift fur Natarforschung.- Jan., 1946.
- INMANR. M. Energy Separation in Laminar Vortex-Type Slip Flow, //AIAA Journal .-1963- 1, No. 6.
- Keller I.U. Das Wirbellrohr: Bemerkungen zu den Grundlagen und neuen ener-gietechnischen Anwendungen // E-Mail:[email protected]. uni-siegen.de, 2005. c. 6.
- Ranque G. L. Experiences sur la Detente Girataire avec Productions. Simultanees sur la d’ur Ehappement d’Air froid. Journal de Physique et le Radium, Suppi, 1933. p. 112−115.