Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2016 1
УДК 536.46 DOI 10.18698/2308-6033-2016-10-1544
Экспериментально-теоретическое исследование
истечения продуктов сгорания
из двухсоплового газогенератора
© Д.А. Ягодников, К.Ю. Арефьев, А.В. Сухов,
И.И. Хомяков, Н.Я. Ирьянов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Представлены результаты расчетно-экспериментального исследования процесса
истечения из регулируемого двухсоплового газогенератора продуктов сгорания
энергетической конденсированной системы, а также процесса их смешения. Рас-
четные исследования основаны на математическом моделировании газодинамиче-
ского течения в трехмерной постановке для вязкого теплопроводного газа с ча-
стицами конденсированной фазы. Выполнены экспериментальные исследования
модельного газогенератора с зарядом энергетической конденсированной системы
торцевого горения. В процессе диагностики истечения из сопел газогенератора
продуктов ее сгорания использованы методы визуализации и яркостной пиромет-
рии. Выявлены закономерности изменения структуры потока продуктов сгорания
при истечении и процессов взаимодействия газогенераторных струй при различ-
ных значениях давления в газогенераторе и диаметра критических сечений сопел.
Ключевые слова:
газогенератор, энергетические конденсированные системы, ис-
течение, математическое моделирование, эксперимент, визуализация.
Введение.
Во многих технических системах применяют газоге-
нераторы (ГГ), предназначенные для выработки рабочего тела с не-
обходимыми для дальнейшего потребления характеристиками [1].
При этом определенными преимуществами обладают регулируемые
ГГ, позволяющие повысить эффективность их использования,
например, за счет рационального расходования рабочего тела и уве-
личения времени работы.
В настоящее время в качестве источника рабочего тела применя-
ют сжатый газ, жидкое топливо и энергетические конденсированные
системы (ЭКС). В ракетном двигателестроении ГГ в большинстве
случаев используют для наддува топливных баков ракет-носителей и
в качестве пусковых устройств турбонасосной системы подачи топ-
лива [2]. Кроме того, ГГ на ЭКС можно применять в различных кон-
версионных приложениях ракетного двигателестроения, в частности
в установках бурения скважин, системах пожаротушения [3]. Причем
эффективность использования последних во многом определяется
возможностью регулирования в зависимости от реальных условий
применения.