ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
5
Нагрев газа внутри резонансной полости происходит следую-
щим образом [2, 3]. При обтекании газом входной кромки резонато-
ра возникает поддерживаемый за счет энергии самого потока авто-
колебательный процесс. При этом генерируемые на входе в
конфузор ударные волны с определенной частотой распространяют-
ся вдоль оси резонатора, проникая в застойную зону
А
. Процесс со-
провождается ростом энтропии и необратимым выделением тепло-
ты, которая аккумулируется в газе, находящемся в застойной зоне
резонатора. Высокую интенсивность нагрева стенок резонатора
можно объяснить тем, что во время цикла повышения давления и
температуры газа в резонаторе часть теплоты из застойной зоны ре-
зонатора передается стенке.
В первой части исследования [1] был представлен расчетно-
теоретический анализ ГСВ применительно к ЖРД МТ. Проведенные
расчеты показали, что изменение температуры газа в резонаторе име-
ет циклический характер и может превышать полную температуру
подаваемой смеси
Т
0
более чем в 7 раз. При этом средняя температу-
ра достигает значений до 5,7
T
0
. Таким образом, уровень температуры
выше порога воспламенения газообразных топливных пар, применя-
емых в ЖРД МТ. Расчетное время запуска двигателя составляет
не более 50 мс.
В [1, 4, 5] получены рекомендации по выбору основных геомет-
рических параметров сопла и резонатора. Показано, что резонансный
эффект, сопровождающийся максимальными температурами газа в
резонаторе, наблюдается при частоте пульсаций 3...4 кГц. Определе-
ны оптимальные соотношения между основными геометрическими
параметрами ГСВ:
L
= (2...3)
D
1
и
S
= (12...14)
D
1
.
В данной работе приведены результаты испытаний автономной
ГСВ в атмосферных условиях с использованием модельного газа
(воздуха) в качестве рабочего тела.
В задачи экспериментального исследования модельной ГСВ
входят:
1) получение экспериментальных амплитудно-частотных харак-
теристик (АЧХ) пульсационного процесса в ГСВ;
2) исследование процесса прогрева конструкции резонатора ГСВ
и определение уровня тепловыделения в резонансной полости;
3) определение влияния дроссельных характеристик ГСВ на про-
цесс нагрева газа в застойной зоне резонатора;
4) сравнительный анализ экспериментальных данных и расчет-
ных зависимостей, полученных в работе [1].
При проведении экспериментального исследования в качестве па-
раметров рассматривали давление перед соплом, глубину резонансной
полости
S
и относительное положение резонатора
L
. Эффективность
работы ГСВ оценивали по максимальной температуре нагрева торцо-
вой части резонатора и по тепловыделению в застойной зоне резо-
нансной полости.
1 3,4,5,6,7,8