Введение к работе
Актуальность темы
Криогенные жидкости широко используются в различных отраслях .уки и техники. В ракетно-космической технике криогенные жидкос-. используются как топлива жидкостных ракетных двигателей и в стемах жизнеобеспечения космонавтов. Предполагается в ближайшем дущем широкое применение криогенных топлив в авиации. Во многих учаях перед, применением криогенные жидкости необходимо испа-ть. Возможность проектирования и оптимизации параметров крио-нных испарителей зависит от степени изученности процессов, проходящих в испарительных системах.
Экспериментальные зависимости в критериальном виде, обобщаю-е результаты опытных исследований по кипению закрученных пото-в криогенных жидкостей, имеют ряд существенных недостатков, -первых, в литературе к настоящему моменту очень мало данных по пению криогенных потоков с закруткой. Имеющиеся данные для калов с закруткой относятся к испарению азота. Во-вторых, при общении не учитываются многие факторы (перегрев пара, скольже-е фаз и др.). Соответственно, эти факторы невозможно рассчитать уравнениям подобия. В-третьих, существуют определенные труд-сти при выборе чисел подобия. Поэтому при обобщении использует-система чисел подобия, применяемая для незакрученных потоков, е. используется метод суперпозиции, который может привести к щественным погрешностям. Кроме того, уравнения подобия пригодны лько в исследованном диапазоне чисел подобия, который сужается зможностями эксперимента.
Вместе с тем уравнение подобие позволяет в первом приближе-и оценить интенсивность теплообмена в рассматриваемых условиях, оме того, опытные данные необходимы для идентификации теорети-ских исследований.
Для разработки расчетных соотношений, используемых при про-тировании криогенных испарителей, необходима математическая моль, которая учитывала бы влияние на испарение факторов, которые отражены в уравнении подобия. При использовании математической дели возможен расчет в широком диапазоне изменения режимных и ометрических параметров, а также для различных теплоносителей, тематическая модель может служить основой для оптимизации ре-мных и.геометрических параметров испарителя.
Таким образом, экспериментальное исследование и построение математической модели процесса испарения закрученного потока криогенной жидкости являются весьма актуальными.
Цель работы
Основные цели диссертационной работы:
Экспериментальное исследование испарения закрученного криогенного потока в дисперсном режиме.
Обобщение результатов экспериментального исследования теплоотдачи для дисперсного режима испарения закрученного криогенного потока вместе с опытными данными, имеющимися в опубликованных литературных источниках, и получение уравнения подобия.
Разработка математической модели испарения закрученного криогенного потока в дисперсном режиме, удовлетворительно согласующейся с опытными данными.
Научная новизна
Получено уравнение подобия для расчета интенсивности теплоотдачи при испарении закрученного потока криогенной жидкости е дисперсном режиме. Равработанна математическая модель испарения закрученного потока криогенной жидкости в дисперсном режиме, которая является работой, не имеющей аналогов в научной литературе и служит целям создания испарителей криогенных жидкостей с закруткой потока. Методика определения начального диаметра частиц v. методика расчета скорости истечения пара из-под частицы жидкости разработаны на основе анализа экспериментальных данных.
Практическая ценность
Созданная математическая модель испарения закрученного дисперсного потока криогенной жидкости и программа расчета на ЭЕ& позволяют получить количественную информацию о тепловых и гидродинамических характеристиках закрученных криогенных потоков и может быть использована при разработке системы оптимального проектирования криогенных испарителей с закруткой потока.
Реализация в промышленности
Программа использована для расчета испарения криогенной жидкости в канале при дисперсном режиме кипения в КОКБ "Союз".
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы докладывались на IV Всесоюзных Туполевских чтениях (КАИ, Казань, 1990г.), на заседаниях IX Школы-семинара "Современные проблемы газодинамики и тепломассообмена, и пути повышения эффективности энергетических установок" (МГТУ гол.Н.Э.Баумана, Москва, 1993г.), на Всероссийском научно-техническом семинаре "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика, диагностика" (Высшее военное командно-инженерное училище ракетных войск им.М.Н.Чистякова, Казань, 1993г.)., на научно-технической конференции по итогам работы за 1992-1993 гг. "НИЧ - 50 лет" (КГТУ им.А.Н.Туполева, Казань, 1994г.), на научно-технических конференциях КАИ (г.Казань, 1990-1994гг.).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Структура и объем работы
Работа состоит из введения., трех глав, выводов и списка использованной литературы. Работа изложена на 123 страницах машинописного текста, содержит 29 рисунков и 2 таблицы.
