ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ГАЗА
ПРИ ОБТЕКАНИИ ТЕЛА С ПРОТОЧНОЙ ПОЛОСТЬЮ
СВЕРХЗВУКОВЫМ ПОТОКОМ В МОДЕЛЬНОЙ
АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ УСТАНОВКЕ ПРИ М=5
Введение 3
Аннотация 4
1. ПРЯМОТОЧНЫЙ ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ 5
1.1 Устройство прямоточного воздушно-реактивного двигателя 5
1.2 Принцип работы ПВРД 5
1.3 Виды ПВРД и их краткие характеристики 6
2. ПОДГОТАВКА К ФИЗИЧЕСКОМУ МОДЕЛИРОВАНИЮ ПО ОПРЕДЕЛНИЮ
ТЕМПЕРАТУРЫ ПОТОКА ВНУТРИ ПРОТОЧНОГО ТРАКТА ПВРД 9
2.1 Разработка модельного ГПВРД 9
2.2. Методы измерения температуры потока 10
2.3. Изготовление термопар для регистрации температуры потока 13
2.4. Изготовление датчиков температуры 16
2.4.1. Изготовление датчиков зонда 16
2.4.2 Изготовление термодатчика форкамеры 21
3. ФИЗИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ТЕМПЕРАТУРЫ ПОТОКА
ВНУТРИ ПРОТОЧНОГО ТРАКТА ПВРД 23
3.1 Метод определения статической температуры потока 23
3.2. Схема подключения термопар 24
3.3.. Монтаж и сборка термозонда 26
3.4.. Результаты экспериментов 28
Заключение 32
Список литературы
В настоящее время существует интерес к исследованию обтекания и определения аэродинамических характеристик тел различной формы при разных скоростях движения. Экспериментальные результаты используются для проверки физических и математических моделей, применяемых для расчёта сложных внешних и внутренних течений, получения количественной оценки вычислительных ошибок, верификации программ расчёта и определения областей их применения.
Целью работы является экспериментальное исследование температуры газа при обтекании тела с проточной полостью сверхзвуковым потоком в модельной аэродинамической установке. Данная работа посвящена исследованию процессов, протекающих в модели гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ГПВРД)[1,2]. В первой главе рассмотрено устройство прямоточного воздушно-реактивного двигателя, принцип его работы, виды ПВРД и их краткие характеристики [3].
Вторая глава посвящена подготовке к физическому моделированию по определению температуры потока внутри проточного тракта ПВРД. Практические рекомендации для измерения температуры стенки при помощи термопар, термометров сопротивления и приборов, действие которых основано на излучении, обобщены Хофтеном и Олсоном [4, 5]; термоэлектрическая термометрия подробно рассмотрена Розером; методы оптической пирометрии для измерения температуры стенок нагретых тел описаны Форсайтом [6].
В третей главе показан спроектированный и реализованный термозонд. Зонд для измерения температуры потока состоит из восьми термодатчиков. Термодатчики были выполнены из медных колец и хромель-копелевых термопар. Была проведена градуировка термопар и датчиков температуры. Градуировка проводилась с помощью оборудования входящего в комплект аэродинамической установки ТГУ. Построены градуировочные зависимости [7,8].
Зонд для измерения температуры потока устанавливался в модель ГПВРД для исследования температуры газа в восьми точках проточного тракта [9]. Была проведена серия экспериментов на аэродинамической трубе с числом М= 5. Получены и обработаны результаты эксперимента. Сопоставление результатов численных расчетов и данных экспериментов показало их качественное согласование.
1. Изучена литература по устройству и работе прямоточных воздушно-реактивных двигателей.
2. Изучены методы регистрации температуры потока вдоль проточного тракта ГПВРД . Обоснован выбор применения термопар в физическом эксперименте.
3. Изготовлены и отградуированы хромель-копелевые термопары. Проведены градуировка медных термодатчиков с разной конфигурацией подключения к ним термопар.
4. Разработан и изготовлен термозонд для измерений температуры потока внутри проточного тракта ПВРД.
5. Проведено экспериментальное исследование распределения температурного поля вдоль проточного тракта ПВРД при сверхзвуковом набегающем потоке с числом Маха равным 6.
