ПУТИ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ БЕЗМАШИННОГО ЭНЕРГОРАЗДЕЛЕНИЯ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА

Автор: Андрей Геннадьевич Здитовец

Соавторы: Ю.А. Виноградов, М.М. Стронгин, Н.А Киселев

Организация: НИИ механики МГУ

Под термином «энергоразделение» или «безмашинное энергоразделение» понимается перераспределение полной энтальпии (температуры торможения) в потоке газа без совершения им внешней работы и теплообмена с окружающей средой. В работе [1] был предложен новый способ энергоразделения газового потока, позволяющий существенно снизить потери полного давления у холодного потока. Он основан на известном газодинамическом эффекте - температура адиабатной стенки, обтекаемой потоком сжимаемого газа, может существенно отличаться от температуры торможения потока за счет диссипативных процессов, возникающих в пограничном слое (Рис.1). Подробно в работе [2]

В настоящей работе приводятся результаты экспериментального исследования данного метода. Энергоразделение происходит в устройстве идентичном теплообменному аппарату типа «труба в трубе», с той особенностью, что по внутреннему каналу поток движется со сверхзвуковой скоростью, а по внешнему с дозвуковой. При этом на входе в устройство потоки имеют одинаковую начальную температуру торможения. В итоге сверхзвуковой поток нагревается, а дозвуковой охлаждается. Так как величина нагрева/охлаждения потоков ограничена предельным значением адиабатной температуры стенки со стороны сверхзвукового потока, то для повышения эффективности данного метода необходимо исследовать способы воздействия на ее значение. Как один из вариантов – это использование влажного воздуха в качестве рабочего тела с последующей его конденсацией в сверхзвуковом потоке. В работе приведены результаты экспериментального исследования по влиянию начальной влажности на адиабатную температуру стенки.