Исследование термоаэродинамики течения углекислого газа в канале со сверхзвуковой скоростью
Автор: Сергей Станиславович Попович
Соавторы: Здитовец А.Г., Киселев Н.А., Виноградов Ю.А.
Организация: НИИ механики МГУ
В технике известен способ безмашинного энергоразделения газового потока. В основе данного способа лежит тепловое взаимодействие между сверхзвуковым и дозвуковым потоками, разделенными теплопроводной перегородкой. Сжатый газ разделяется на 2 потока: дозвуковой, текущий, например, по центральному каналу, и сверхзвуковой – по кольцевому [1]. Часть газа, поступающая в сверхзвуковое сопло, теряет полное давление при разгоне и торможении в диффузоре и подогревается за счет теплообмена через стенку с дозвуковым потоком.
С помощью устройства энергоразделения можно компенсировать снижение температуры газа при дросселировании. Ранее было показано, что дроссель-эффект при работе устройства энергоразделения на воздухе полностью перекрывается нагревом сверхзвукового потока от дозвукового [2]. Актуальным представляется возможность применения устройства энергоразделения для подогрева природного газа при редуцировании его давления на газораспределительных станциях.
В рамках данной работы проводится исследование устройства энергоразделения на гидратообразующем компоненте природного газа – углекислом газе. На первом этапе с помощью ИК-камеры InfraTEC проведено измерение адиабатной температуры стенки при течении в канале сверхзвукового потока углекислого газа, а также серия экспериментальных измерений распределения статического давления по длине канала при работе на воздухе и углекислом газе.
1. Leontiev A.I., Popovich S.S., Vinogradov U.A., Strongin M.M. Experimental research of supersonic aerodynamic cooling effect and its application for higher energy separation efficiency // International Heat Transfer Conference. Proceedings of the 16th International Heat Transfer Conference, IHTC 2018. P. 2987-2994.
2.Попович С.С., Киселёв Н.А., Макарова М.С. Использование сверхзвукового безмашинного энергоразделения для подогрева газа при дросселировании // Одиннадцатая Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов «Будущее машиностроения России»: сборник докладов. Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2018. С. 443–446.
