Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Тепловые двигатели

Диссертационная работа:

Ларионов Сергей Юрьевич. Расчетно-экспериментальное исследование течения совершенного газа в резонаторе пульсирующего детонационного двигателя: автореферат дис. ... кандидата технических наук: 05.07.05 / Ларионов Сергей Юрьевич;[Место защиты: Московский авиационный институт].- Москва, 2012.- 20 с.

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы.

Современные тенденции развития двигателестроения обуславливают
создание двигательных установок с максимальными, предельно
допустимыми рабочими параметрами, поэтому исследование

перспективных силовых установок (СУ) как традиционных, так и альтернативных схем, работающих на различных принципах получения тяги, является сейчас весьма актуальным. В настоящее время как у нас в стране, так и за рубежом большое внимание уделяется поиску и исследованию различных схем перспективных СУ для летательных аппаратов (ЛА) различного целевого назначения. Импульсные силовые установки воздушно-реактивного типа отличаются простотой конструкции и ожидаемыми низкими производственными затратами. Высокие ожидаемые технико-эксплуатационные характеристики таких двигателей предопределяют широкие возможности по их применению в боевых системах, в первую очередь в составе СУ для крылатых ракет и самолетов.

Одной из возможных схем реализации таких установок является
пульсирующий детонационный двигатель (ПуДД). Пульсирующий процесс в
таком двигателе осуществляется за счет возбуждения резонансных
высокочастотных автоколебаний в газодинамическом резонаторе ПуДД,
периодически заполняющимся специально подготовленной

топливовоздушнои смесью, а выделение тепла, увеличивающее амплитуду этих колебаний, происходит за счет детонационного сгорания смеси в ударных волнах, специальным образом формируемых в резонаторе.

Среди ключевых вопросов, которые имеют место при создании подобных ПуДД, можно выделить:

- вопросы смесеобразования и предварительной подготовки
экзотермически активной топливовоздушнои смеси;

возможность осуществления самовоспламенения топливовоздушнои смеси и организации высокочастотного сгорания этой смеси при высокой полноте сгорания;

разработка математических моделей сложных физико-химических процессов, происходящих в отдельных элементах двигателя;

- проведение с использованием этих математических моделей
оптимизационных исследований геометрических и газодинамических
параметров отдельных элементов ПуДД;

- экспериментальная отработка элементов ПуДД.

В связи с вышесказанным возникает необходимость всестороннего изучения и анализа данного типа двигателя, как в целом, так и отдельных его элементов в частности.

Целью работы является проведение расчетно-экспериментальных исследований резонатора тягового модуля (ТМ) пульсирующего детонационного двигателя на различных режимах работы и анализ влияния геометрических параметров модели на ее тяговые характеристики.

Основные задачи, решаемые в диссертационной работе:

1. Обзор и анализ имеющихся работ по традиционным (ударно-
волновым) методам определения параметров рабочего процесса и
характеристик тяговых модулей ПуДД в целях получения сведений об общей
эффективности применения ПуДД в реактивной авиации. Определение
возможностей улучшения тягово-экономических и габаритно-массовых
характеристик ТМ ПуДД за счет использования сверхвысоких параметров
рабочего процесса, применения эжекторных усилителей тяги и др. средств.

2. Разработка методики расчета течения газового потока в резонаторе
ТМ ПуДД на основе использования численных методов решения уравнений
Навье-Стокса для режимов работы без сжигания топлива в резонаторе.

  1. Получение экспериментальных данных для указанных режимов работы ТМ ПуДД (без сжигания топлива в резонаторах), необходимых для проверки предлагаемой методики расчета газового потока в резонаторе (режимы "холодных продувок").

  2. Определение оптимальных геометрических и газодинамических параметров модели по критерию максимальной тяги на основе полученных в результате экспериментального этапа работы данных.

  3. Проведение сравнительного анализа вероятных конструктивных схем совместного использования резонаторов с помощью разработанной методики расчета течения газового потока.

Научная новизна полученных в работе результатов заключается в следующем:

  1. С помощью разработанной методики проведено моделирование рабочего процесса в ТМ без сжигания топлива. Получены новые результаты по параметрам рабочего процесса в области исследования.

  2. Впервые исследована возможность совместного использования резонаторов применительно к некоторым конструктивным схемам.

  3. Получены новые данные по результатам экспериментальных исследований. Определена качественная картина течения рабочего тела в резонаторе ПуДД для режима "холодной продувки".

Достоверность и обоснованность полученных результатов экспериментальных исследований подтверждается использованием точных приборов и тестовыми опытами с применением сертифицированных средств измерений. Достоверность результатов проведенных в работе исследований и расчетов течения в резонаторе ТМ ПуДД подтверждается согласованием с экспериментальными данными.

Основным вкладом диссертанта является предложенная методика расчета течения газового потока в резонаторе ТМ ПуДД. Автор принимал участие в проведенных экспериментальных исследованиях моделей ТМ ПуДД, а также проведении их анализа. Практическая ценность и реализация.

Разработанная методика позволяет моделировать и проводить анализ рабочего процесса в резонаторе ТМ ПуДД в нестационарной постановке на персональном компьютере с приемлемыми вычислительными и временными

ресурсами. На основании полученных при выполнении работы результатов,

определены оптимальные геометрические и газодинамические параметры

модели, которые позволят составить более эффективную программу

следующего - "горячего" этапа экспериментальных исследований (со

сжиганием топлива в резонаторе).

Апробация работы.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались:

на семинарах «Рабочий процесс ВРД» кафедры «Теория воздушно-реактивных двигателей» Московского авиационного института;

на XXXI академических чтениях по космонавтике, посвященных 100-летию со дня рождения академика СП. Королева, Москва, МГТУ им. Н.Э Баумана, 2007 г.;

на XXXII академических чтениях по космонавтике, Москва, МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008 г.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Разработанная методика расчета течения газового потока в резонаторе ТМ ПуДД без сжигания топлива (режим "холодной продувки") на основе использования численных методов решения уравнений Навье-Стокса.

  2. Результаты расчета параметров рабочего процесса в резонаторе ТМ, полученные посредством математического моделирования и их верификация с полученными экспериментальными данными.

  3. Сравнительная оценка возможных вариантов использования резонаторов тяговых модулей ПуДД применительно к предлагаемым конструктивным схемам.

  4. Результаты экспериментальных исследований высокочастотного пульсирующего тягового модуля на режимах "холодных продувок" (без сжигания топлива).

Публикации.

По материалам диссертации опубликовано 3 научные работы. Структура и объём работы.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных результатов и выводов, списка используемой литературы. Общий объём диссертации составляет 123 страницы. Библиографический список используемой литературы насчитывает 68 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю - д.т.н., проф. Рутовскому В.Б., а также профессору кафедры теории авиационных двигателей ВВА им. Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина заслуженному деятелю науки и техники РФ, д.т.н. Нечаеву Юлиану Николаевичу - за ценные замечания в процессе работы.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net