Многофазные турбулентные струйные течения в элементах тепловых двигателей, установках и устройствах различного назначения: Математическое моделирование, численное и экспериментальное исследования тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.07.05, доктор технических наук Зуев, Юрий Владимирович

• Зуев, Юрий Владимирович
• доктор технических наук
• 1999

Оглавление диссертации доктор технических наук Зуев, Юрий Владимирович

СПИСОК ОСНОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСОВ ТЕОРЕТИЧЕСКОГО И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЙ МНОГОФАЗНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.

1.1. Современное состояние вопросов теоретического и экспериментального исследований многофазных турбулентных струйных течений.

1.2. Выводы к главе 1.

1.3. Цель работы.

2. РАЗРАБОТАННАЯ МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МНОГО

ФАЗНЫХ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ НЕИЗОТЕРМИЧЕСКИХ ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ С ФАЗОВЫМИ ПРЕВРАЩЕНИЯМИ, КОАГУЛЯЦИЕЙ И

ДРОБЛЕНИЕМ КАПЕЛЬ.

2.1. Уравнения баланса масс фаз.

2.2. Уравнения баланса количества движения фаз.

2.3. Уравнения баланса энергии фаз.

2.4. Уравнения концентрации компонентов газовой фазы.

2.5. Описание процессов конденсации и испарения в многофазных струях.

2.6. Описание процессов коагуляции и дробления капель в многофазных струях.

2.7. Система осредненных уравнений, описывающих многофазное многокомпонентное неизотермическое турбулентное струйное течение, и граничные условия ее решения.

2.8. Замыкание системы осредненных уравнений.

2.9. Критерии подобия многофазных турбулентных неизотермических струйных течений.

2.10. Метод численного расчета.

2.11. Выводы к главе 2.

3. СРАВНЕНИЕ РАЗЛИЧНЫХ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ МНОГОФАЗНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ И ИХ ТЕСТИРОВАНИЕ НА БАЗЕ ОПУБЛИКОВАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ДАННЫХ. H

3.1. Краткое описание наиболее известных математических моделей многофазных струйных течений.

3.1.1. Модель Л.Б.Гавина с соавторами.

3.1.2. Модель С.Эльхобаши с соавторами.

3.1.3. Модель Л.И.Зайчика с соавторами.

3.1.4. Модель А.Мостафы с соавторами.

3.2. Анализ различных методик задания граничных условий по характеристикам турбулентности.

3.3. Результаты расчетов, выполненных по различным математическим моделям многофазных турбулентных струйных течений, и сравнение их с экспериментальными данными.

3.4. Определение вида эмпирических величин в моделях турбулентности, использующих дифференциальные уравнения переноса кинетической энергии турбулентности и скорости ее диссипации.

3.5. Выводы к главе 3.

4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГАЗОКАПЕЛЬНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ.

4.1. Методы диагностики параметров газокапельных струй: краткое описание, приборная реализация применительно к конктетным условиям проведения экспериментов и оценка погрешностей измерений.

4.1.1. Газодинамический метод.

4.1.2. Лазерно-оптический метод индикатрисы рассеяния света.

4.1.3. Лазерно-оптический метод интегрирующей диафрагмы

4.1.4. Фотография.

4.1.5. Лазерная доплеровская система измерения параметров фаз многофазных течений.

4.1.5.1. Определение скорости частиц и газа.

4.1.5.2. Определение размеров частиц.

4.1.5.3. Определение объемной концентрации частиц.

4.1.6. Измерение температуры газовой фазы.

4.1.7. Измерение температуры капель.

4.2. Результаты экспериментального исследования осесимметричной газокапельной изотермической струи и сравнение их с результатами расчетов.

4.3. Результаты экспериментального исследования осесимметричной газокапельной неизотермической струи и сравнение их с результатами расчетов.

4.4. Выводы к главе 4.

5. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАСЧЕТОВ МНОГОФАЗНЫХ

ТУРБУЛЕНТНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ.

5.1. Влияние концентрации, размера частиц, температуры фаз и их скольжения в осредненном течении на пульсационные скорости и коэффициенты турбулентного переноса фаз.

5.2. Выявление подобия поперечных полей параметров фаз многофазных турбулентных струй и определение областей автомодельности этих полей по длине струй.

5.3. Влияние граничных условий и масштабного фактора на параметры многофазных струйных течений с фазовыми переходами.

5.3.1. Влияние граничных условий и масштабного фактора на осредненные параметры фаз многофазных струй с фазовыми переходами.

5.3.2. Влияние граничных условий и масштабного фактора на турбулентные характеристики фаз многофазных струй с фазовыми переходами.

5.4. Протекание процессов конденсации, испарения и коагуляции капель в полидисперсных неизотермических струях.

5.4.1. Двухкомпонентная неизотермическая полидисперсная газожидкостная струя.

5.4.2. Трехкомпонентная неизотермическая полидисперсная газожидкостная струя.

5.5. Выводы к главе 5.

6. РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ НА БАЗЕ СОЗДАННОЙ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ МНОГОФАЗНЫХ СТРУЙНЫХ ТЕЧЕНИЙ.

6.1. Расчет смесеобразования в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей.

6.2. Нанесение металлических покрытий методом газодинамического напыления с помощью портативных установок.

6.3. Тушение пожаров с использованием новой технологии пожаротушения.

6.4. Выводы к главе 6.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многофазные турбулентные струйные течения в элементах тепловых двигателей, установках и устройствах различного назначения: Математическое моделирование, численное и экспериментальное исследования»

Многофазные* турбулентные струйные течения широко распространены во многих областях техники и народного хозяйства. В качестве примера можно привести распыливание жидкостей и организацию процесса смесеобразования в поршневых двигателях и камерах сгорания реактивных двигателей, струи поливальных установок и установок пожаротушения, процессы смешения в аппаратах химического машиностроения, газовые струи с твердыми частицами в технологических установках нанесения покрытий, абразивной обработки поверхностей и т.д.

При проектировании камер сгорания реактивных двигателей необходимо обеспечить процесс смесеобразования в них таким образом, чтобы при минимальной длине камер получить высокую полноту сгорания топлива и наименьшее количество вредных выбросов в атмосферу. Это можно сделать, проведя расчет смесеобразования. Распыливание топлива в камерах сгорания реактивных двигателей (ВРД, ЖРД) осуществляется, как правило, с помощью струйных и центробежных форсунок. При этом за счет вовлечения в движение каплями жидкости окружающего газа на относительно малом расстоянии от сопла форсунки образуется многофазная газокапельная струя, в которой протекают процессы испарения, коагуляции и дробления капель. Для того, чтобы спроектировать оптимальную по всем параметрам камеру сгорания необходимо уметь рассчитывать многофазные струйные газокапельные течения с учетом фазовых переходов, коагуляции и дробления капель. В результате расчетов можно получить распределение концентраций капель и паров топлива в зоне смесеобразования и, используя полученную информацию,

Под фазой понимается гомогенная часть гетерогенной системы, отделенная от других частей поверхностью раздела, на которой скачком изменяются какие-либо свойства (и соответствующие им параметры) [1]. В отличие от агрегатных состояний вещества, которых насчитывается четыре, количество фаз не ограничено. В соответствии с принятым определением фазы частицы, вещество которых представляет собой смесь чистых веществ в разных пропорциях, принадлежат к различным фазам. Поэтому газокапельные течения с каплями многокомпонентного состава можно назвать многофазными. В данной работе термин "многофазные", как наиболее общий, используется для всех гетерогенных струйных течений: газовых струй с каплями переменного состава, каплями чистого вещества и твердыми частицами. В необходимых случаях делаются уточнения. выбрать тип, режим работы и распределение форсунок по сечению камеры сгорания, обеспечивающие заданные параметры в области горения.

При проектировании поливальных сельскохозяйственных установок и установок пожаротушения необходимо знать дальнобойность многофазных струй, площадь орошения, дисперсный состав капель жидкости и распределение концентрации капель по сечениям струй. В существующих установках в сопло подается жидкость (вода), и из сопла истекает жидкая струя, которая быстро дробится на капли и далее распространяется в виде многофазной струи. Несмотря на то, что струи, использующиеся для полива, на всей длине и гасящие струи на некотором их участке являются изотермическими, в этих струях, как показывают исследования, наряду с коагуляцией капель имеет место и их испарение. Поэтому для расчета таких струй также необходима математическая модель многофазной струи с учетом фазовых переходов, коагуляции и дробления капель.

В химической промышленности многие вещества, в частности удобрения, получают в химических струйных реакторах, в которых процесс смешения исходных компонентов интенсифицируется за счет использования турбулентных струй.

В медицине многофазные струи могут использоваться для массовой вакцинации людей. При вакцинации необходимо точно знать дозу лекарства, полученную каждым человеком. Поэтому надо точно рассчитать распределение концентрации капель жидкости по объему помещения, в котором проводится вакцинация, что можно сделать, имея методику расчета многофазной газокапельной струи.

Методика расчета многофазных газожидкостных турбулентных струй необходима для оценки последствий вредных выбросов из труб промышленных предприятий, при авариях на АЭС и т.д.

При решении всех перечисленных практических задач необходимо иметь математическую модель газокапельной многофазной многокомпонентной турбулентной струи с фазовыми переходами, коагуляцией и дроблением капель.

Во многих практически важных случаях многофазные струи представляют собой струи газа с твердыми частицами. Струя, истекающая из сопла твердотопливного двигателя (РДТТ),является многофазной и не может рассчитываться как однофазная. При проектировании пусковой установки ракеты с РДТТ возникает необходимость в расчете параметров (в частности температуры) по длине и поперек струи для того, чтобы избежать перегрева пусковой установки.

Многофазные струи с твердыми частицами могут использоваться в установках абразивной обработки поверхностей и для нанесения покрытий газодинамическим методом, при котором происходит взаимодействие высокоскоростной струи, содержащей твердые частицы, с поверхностью обрабатываемой детали. Этот метод целесообразно применять для нанесения различных покрытий на элементы реактивных двигателей с целью увеличения их ресурса, а также при решении широкого круга других технологических задач во многих областях техники. Процесс напыления надо организовать таким образом, чтобы получить более равномерное распределение частиц по сечению струи и обеспечить необходимую для напыления скорость частиц в месте расположения детали.

Отжиг с одновременным помолом цемента может проводиться в установках, в которых используются многофазные горячие встречные струи. Такие установки имеют высокий коэффициент полезного действия и обладают большой производительностью.

Решить практические задачи, связанные с распространением струй с твердыми частицами, можно, разработав математическую модель этих течений. По сравнению с газокапельными струями расчет струй с твердыми частицами является менее сложным, так как в этих струях обычно отсутствуют фазовые переходы, коагуляция и дробление частиц. В связи с этим математическую модель струи с твердыми частицами можно рассматривать как упрощенную модель газожидкостной струи.

Таким образом, при решении многих актуальных прикладных задач возникает необходимость создания более общей математической модели многофазных газокапельных турбулентных струй, которую можно использовать и для расчета струй с твердыми частицами. Эта модель должна учитывать различие в скоростях и температурах фаз, полидисперсность частиц, их многокомпонентный состав, фазовые переходы, коагуляцию и дробление частиц.

Созданию такой математической модели многофазных турбулентных струйных течений, расчетному и экспериментальному исследованию этих течений и посвящена данная работа.

Работа выполнена в соответствии с Координационными планами АН СССР на 1981-85 г.г. и 1987-90 г.г. по проблеме "Механика жидкости и газа" (разделы 1.10.1.9, 1.10.1.10, 1.10.1.16, 1.10.1.17), Координационным планом Минвуза СССР на 1985-90 г.г. в области механики (разделы 3.2 и 3.3), планом научно-исследовательских работ Московского Государственного авиационного института (технического университета) и при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (грант № 95-02-05861-а).

Цель работы:

1. Создание математической модели многофазных турбулентных многокомпонентных струйных течений с учетом многообразия протекающих в них процессов, позволяющей проводить расчеты с минимальным количеством исходных данных, и проверка адекватности этой модели реальным течениям.

2. Исследование особенностей многофазных, в том числе многокомпонентных, струй при наличии в них фазовых переходов, коагуляции и дробления капель, основанное на анализе результатов проведенных физического и численного экспериментов.

3. Решение прикладных задач с использованием разработанной математической модели многофазных струйных течений.

Научная новизна:

1. Разработана математическая модель многофазных газокапельных турбулентных струйных течений, отличающаяся от известных моделей тем, что при ее создании:

- учтены практически все явления, оказывающие существенное влияние на параметры многофазных струй, и особенности этих струй: неравновесность фаз по скоростям и температурам, полидисперсность капель, их коагуляция и дробление при столкновениях, фазовые переходы;

- впервые получены выражения, описывающие фазовые переходы, коагуляцию и дробление капель с учетом их многокомпонентного состава;

- предложена модель турбулентности многофазных струйных течений, позволяющая получать результаты расчетов, хорошо согласующиеся с данными экспериментов при использовании только одной эмпирической константы, известной из теории однофазных струй, и при задании граничных условий только для осредненных параметров течения.

2. Впервые проведено сравнение различных математических моделей многофазных струйных течений и их тестирование на базе опубликованных экспериментальных данных, которое показало, что в большинстве рассмотренных случаев все сравниваемые математические модели дают близкие результаты, но при некоторых граничных условиях точность разработанной модели оказывается выше. По итогам тестирования математических моделей, в которых используются к-е - модели турбулентности, сделано предположение о том, что часть эмпирических величин в этих моделях является не константами, как это считают авторы моделей, а функциями параметров течения.

3. Выполнено экспериментальное исследование газокапельных полидисперсных турбулентных струйных течений, позволившее получить новые экспериментальные данные об этих течениях, которые не только могут использоваться для тестирования математических моделей, но и представляют самостоятельный интерес.

4. В результате теоретического исследования многофазных струй с твердыми частицами и каплями жидкости получены новые данные о закономерностях распространения этих струй, в частности выявлены области автомо-дельности поперечных полей осредненных параметров фаз струи, предложен критерий и найдено его значение, при котором частицы можно рассматривать как пассивную примесь, выявлено влияние осредненных параметров течения на интенсивность турбулентности фаз, их коэффициенты турбулентного переноса, а также влияние фазовых переходов, коагуляции и дробления капель на параметры струи.

Практическая ценность работы заключается в возможности предсказания при решении конкретных прикладных задач закономерностей распространения многофазных струй с твердыми частицами и каплями жидкости при наличии в газокапельных струях фазовых переходов, коагуляции и дробления капель. Предложенная математическая модель многофазных турбулентных струйных течений может быть использована при проектировании камер сгорания тепловых двигателей летательных аппаратов, установок и устройств различного назначения, в которых конкретные практические задачи решаются за счет применения многофазных турбулентных струй. В частности, результаты работы использовались при проектировании и доводке новых образцов авиационной техники, химических реакторов для получения карбамида, топок тепловых электростанций, при создании установок для нанесения покрытий и соединения деталей перспективным методом газодинамического напыления и портативной установки пожаротушения, реализующей новую технологию тушения пожаров с использованием газокапельных струй.

Результаты работы переданы и используются на предприятии бывшем п/я В-2942, на Вахшском АТЗ "Ангарскнефтеоргсинтез", ПО "Куйбышевазот", ПО "Салаватнефтеоргсинтез", Новомосковском п/о "Азот", в Институте энергетики Эстонии, в/ч 34416, Научно-исследовательском институте низких температур при МАИ при проектировании изделий новой техники (см. акты внедрения в приложении).

Результаты теоретического и экспериментального исследований многофазных струй также используются при чтении лекций по дисциплине "Прикладная гидрогазодинамика" для студентов и дисциплине "Многофазные турбулентные струйные течения" для аспирантов Московского Государственного авиационного института (технического университета) (см. акт в приложении).

Достоверность полученных результатов обеспечена при проведении расчетов контролем за их точностью, сопоставлением этих расчетов с расчетами, выполненными другими исследователями, и с данными экспериментов, а при проведении экспериментов - анализом методических и систематических погрешностей используемых методов измерения параметров фаз гетерогенных течений.

Автор защищает результаты:

1. Математического моделирования многофазных многокомпонентных неизотермических полидисперсных турбулентных струйных течений с фазовыми переходами, коагуляцией и дроблением капель: систему осредненных уравнений каждой из фаз и модель турбулентности (выражения для моментов корреляции пульсационных параметров фаз и систему уравнений для расчета пульсационных скоростей газа и частиц, входящих в эти выражения).

2. Сравнения различных математических моделей многофазных струй при одинаковых граничных условиях.

3. Экспериментрального исследования газокапельных струй.

4. Численного исследования процессов, протекающих в многофазных турбулентных струйных течениях.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы были доложены и обсуждены на:

- III Всесоюзной конференции по аэрозолям. - Ереван, 1977;

- XII и XIII семинарах секции № 4 "Гидроаэродинамика двигателей и машин" Научного Совета по проблеме "Гидромеханика" АН УССР. - Харьков, 1978, 1985;

- III, IV и V Всесоюзных совещаниях по теоретическим и прикладным аспектам турбулентных течений. - Таллин, 1979, 1982, 1985;

- Тринадцатой Всесоюзной конференции по вопросам испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. - Одесса, 1979;

- Пятом Всесоюзном съезде по теоретической и прикладной механике. -Алма-Ата, 1981;

- Всесоюзной конференции по турбулентным течениям жидкостей и газов.-Новополоцк, 1982;

- Tagung "Turbulenz - Modelle und ihre Anwendung in der Technik". -Lutherstadt Wittenberg (DDR), 1982;

- III Всесоюзной конференции "Применение лазеров в технологии и системах передачи и обработки информации". - Таллин, 1987;

- Всесоюзной конференции по кинетической теории разреженных и плотных газовых смесей и механике неоднородных сред. - Ленинград, 1987;

- Всесоюзном семинаре "Измерения в потоках. Методы, аппаратура и применения".-Москва, 1990;

- 1st China-USSR Seminar on Aero Engies. - Nanjing (China), 1991;

- Second Russian-Chinese Scientific Conference "Aero- and Space Engines and Power Plants". - Moscow, 1992;

- Международном аэрозольном симпозиуме. - Москва, 1994;

- International Aerospace Congress is dedicated to the 60th Birth Anniversary of the Farst Astronaut Yury Gagarin. - Moscow, 1994;

- Научно-методической конференции, посвященной 50-тию кафедры "Теория воздушно-реактивных двигателей" Московского Государственного авиационного института (технического университета). - Москва, 1995;

- Международной научно-технической конференции "Современные научно-технические проблемы гражданской авиации". - Москва, 1996;

- Ill and IV International Aerosol Symposium. - Moscow, 1996, S.Petersburg,

1998;

- International Seminar on Optical Methods and Data Processing in Heat and Fluid Flows. - London, 1996;

- XVII Всероссийском семинаре "Течения газа в соплах, струях и следах". -Санкт-Петербург, 1997;

- Second International Conference on Nonequilibrium Processes in Nozzles and Jets. - St.-Peterburg, 1998;

- II Международном симпозиуме "Актуальные проблемы механики сплошных и сыпучих сред". - Москва, 1999.

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 74 печатных работах [142-215], в том числе монографии [205].

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 241 странице, содержит 135 рисунков, библиографический список использованной литературы из 215 наименований, всего 376 страниц. Работа состоит из введения, шести глав и заключения.

Заключение диссертации по теме «Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов», Зуев, Юрий Владимирович

6.4. Выводы к главе 6

Изложенная в данной работе математическая модель многофазной струи может использоваться при решении различных прикладных задач. При этом ее преимуществом перед другими известными математическими моделями многофазных струй является то, что для проведения расчетов необходимо задавать граничные условия только по осредненным параметрам фаз. Математические модели струй, в которых замыкание системы осредненных уравнений течения проводится с помощью более сложных к-е - или к-е-кг -моделей турбулентности, кроме задания граничных условий для осредненных параметров фаз требуют задания граничных условий для характеристик турбулентности одной или нескольких фаз, которые, как правило, при решении практических задач неизвестны. Но несмотря на то, что в математической модели струйного течения, приведенной в главе 2 данной работы, используется относительно более простая / -модель турбулентности, эта математическая модель струи позволяет получить всю информацию, необходимую для решения многих технических задач.

Разработанная математическая модель многофазных струйных течений использовалась при решении трех прикладных задач: проведены расчеты параметров факела распиливания пневматической форсунки, газовой струи с твердыми частицами на выходе из сопла технологической установки, предназначенной для получения покрытий, и газокапельной струи установки пожаротушения.

В результате расчета факела распыливания форсунки определена протяженность его основного участка и получены поля всех параметров фаз и их компонентов, а также коэффициента избытка воздуха в поперечных сечениях этого факела. Подобные расчеты позволяют в основных камерах сгорания прогнозировать расположение и размеры зоны горения для выбранного типа форсунок или выбирать тип и взаимное расположение форсунок для обеспечения заданного распределения концентрации топлива по сечению камеры сгорания, а в прямоточных камерах сгорания - выбирать положение стабилизаторов пламени относительно форсунок.

На базе новой технологии получения покрытий методом газодинамического напыления созданы установки, которые могут использоваться при производстве элементов реактивных двигателей и решении многих технологических задач, связанных с получением разнообразных покрытий во многих областях техники. Расчет газовых струй с твердыми частицами, истекающих из сопел этих установок, дает возможность прогнозировать ширину характерных областей напыления и выбирать расстояние, на котором должна быть установлена обрабатываемая деталь относительно сопел установок для получения покрытий с заданными характеристиками.

Предложенная новая технология тушения пожаров, предполагающая использование многофазных газокапельных струй, позволила создать установку пожаротушения, превосходящую по своим техническим характеристикам подобные существующие установки. С целью выбора оптимальных параметров газа и жидкости, которые должна обеспечивать эта установка в начальном сечении струи для эффективного тушения пожаров, проведены расчеты газокапельной струи, распространяющейся в зоне горения. В частности, эти расчеты показали, что исходная расходная массовая концентрация жидкости должна быть не менее 10. 15, диаметр капель - не менее 50.75 мкм, скорость капель на срезе сопла установки существенно не влияет на параметры струи, важные с точки зрения тушения пожаров. Кроме этого, проведенные расчеты указывают на возможность управления шириной зоны орошения, величина которой должна соответствовать решаемой при тушении пожаров задаче, за счет изменения длины сопла установки.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Решена задача математического моделирования многофазных турбулентных струйных течений с учетом многих характерных для них явлений, при котором расчеты хорошо согласуются с опубликованными и полученными в работе результатами экспериментального исследования этих течений при задании минимально возможного количества исходных данных для расчетов. Разработанная математическая модель позволила детально изучить особенности многофазных струй с твердыми и жидкими частицами и решить три прикладные задачи.

По работе можно сделать следующие выводы.

1. Разработана математическая модель и создана программа расчета параметров фаз многофазных газокапельных турбулентных струйных течений, которые могут использоваться и для расчета турбулентных газовых струй с твердыми частицами. Разработанная математическая модель позволяет:

- проводить расчеты течений с учетом неравновесности фаз по скоростям и температурам, фазовых переходов, полидисперсности, коагуляции и дробления капель, многокомпонентного состава как газовой, так и жидкой фаз;

- получать результаты, хорошо согласующиеся с данными экспериментов при использовании только одной эмпирической константы, известной из теории однофазных струй, и задании граничных условий только для осреднен-ных параметров течения;

2. Впервые проведено сравнение различных математических моделей многофазных струйных течений и их тестирование на базе опубликованных экспериментальных данных, в результате чего:

- показано, что в большинстве рассмотренных случаев все сравниваемые математические модели многофазных струй независимо от их сложности дают близкие результаты и примерно одинаково описывают реальные течения, но при некоторых граничных условиях точность разработанной модели оказывается выше;

- сделано аргументированное предположение о том, что эмпирические величины, использующиеся в к-е -моделях турбулентности многофазных течений, являются не константами, как это считают авторы моделей, а функциями параметров течения.

3. Выполнено экспериметальное исследование газокапельных полидисперсных изотермического и неизотермического турбулентных струйных течений, в результате чего получена отсутствующая в опубликованных работах информация об изменении параметров этих течений на относительно небольшом расстоянии от сопла. Результаты этого исследования позволили:

- выявить автомодельность поперечных полей скорости, температуры газовой фазы, суммарной объемной концентрации и средней скорости капель по длине струи;

- провести тестирование разработанной математической модели многофазных струй, показавшего, что эта модель удовлетворительно описывает все процессы, протекающие в газокапельных полидисперсных струях, в частности фазовые переходы, коагуляцию и дробление капель.

4. Проведено теоретическое исследование многофазных струй с твердыми и жидкими частицами, в результате которого:

- выявлен характер влияния осредненных параметров фаз на пульсацион-ные скорости, коэффициенты турбулентной вязкости и диффузии, а также числа Шмидта газовой и дисперсной фаз;

- показано, что в качестве критерия, позволяющего определить размер частиц, при котором их влияние на параметры течения аналогично влиянию пассивной примеси, можно использовать число Стокса, рассчитанное по местным значениям параметров фаз;

- выявлена автомодельность поперечных полей всех осредненных параметров фаз этих течений, которая начинается на расстояниях от сопла, зависящих от начальных условий;

- показано, что в рассматриваемых течениях в общем случае отсутствует подобие поперечных полей осредненных параметров фаз за исключением поперечного поля скорости газовой фазы;

- сделано заключение о том, что в ближних по отношению к соплу областях струй подобие и автомодельность поперечных характеристик турбулентности фаз отсутствует, но, начиная с некоторого расстояния от сопла (порядка сотен его радиусов), когда вследствие турбулентной диффузии и испарения капель их концентрация в струе становится малой, поперечные поля характеристик турбулентности газовой фазы многофазных струй становятся подобными и автомодельными, как и в однофазных струях;

- получены новые данные о процессах конденсации и испарения в газокапельных полидисперсных струях: наиболее интенсивно фазовые переходы протекают в областях струй, близких к их границам; в центральных областях струй (вблизи оси) процессы фазовых переходов близки к равновесным; в малом объеме среды одновременно может наблюдаться испарение одних капель и конденсация паров на других каплях, что определяется температурой этих капель;

- установлено, что коагуляция капель вследствие различия в их осред-ненных скоростях протекает на относительно небольших расстояниях от сопла (до 50-ти радиусов его выходного сечения) и преимущественно в центральной (близкой к оси) области струи.

5. Разработанная математическая модель многофазных струйных течений позволила рассчитать параметры факела распыливания пневматической форсунки, газовой струи с твердыми частицами на выходе из сопла технологической установки, предназначенной для получения покрытий, и газокапельной струи установки пожаротушения. На основании этих расчетов:

- определена протяженность основного участка факела распыливания форсунки и получены поля всех параметров фаз и их компонентов, а также коэффициента избытка воздуха в поперечных сечениях этого факела; подобные расчеты позволяют в основных камерах сгорания прогнозировать расположение и размеры зоны горения для выбранного типа форсунок или выбирать тип и взаимное расположение форсунок для обеспечения заданного распределения концентрации топлива по сечению камеры сгорания, а в прямоточных камерах сгорания - выбирать положение стабилизаторов пламени относительно форсунок;

- получена информация об изменении поперечных полей осредненных параметров газа и твердых частиц вдоль оси струи, истекающей из сопла установки, предназначенной для получения покрытий, которая позволяет прогнозировать ширину зоны напыления в зависимости от вида применяемых порошков, а также при известной из эксперимента ширине области напыления

347 может быть использована для определения минимальной скорости частиц, необходимой для образовывания покрытий: например, согласно проведенным расчетам, для получения медных покрытий достаточной толщины частицы напыляемого порошка должны иметь скорость не менее 300 м/с, а тонкослойное медное покрытие образуется при скорости частиц порядка 200 м/с;

- определены параметры фаз газожидкостной струи портативной установки пожаротушения в начальном сечении этой струи (выходном сечении сопла), обеспечивающие эффективное тушение пожаров (массовая концентрация жидкости должна быть не менее 10.Л5, диаметр капель - не менее 50.75 мкм), и показана возможность управления шириной зоны орошения за счет изменения начальной поперечной скорости капель.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Зуев, Юрий Владимирович, 1999 год

1. Базаров И.П. Термодинамика. - М.: Высшая школа, 1991. - 375 с.

2. Абрамович Г.Н. Теория турбулентных струй. М.: Физматгиз, 1960. - 715с.

3. Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А., Крашенинников С.Ю., Секундов А.Н., Смирнова И.П. Теория турбулентных струй. М.: Наука, 1984. - 716 с.

4. Бабуха Г.Л., Рабинович М.И. Механика и теплообмен потоков полидисперсной газовзвеси. Киев: Наук. Думка, 1969. - 219 с.

5. Бабуха Г.Л., Шрайбер A.A. Взаимодействие частиц полидисперсного материала в двухфазных потоках. Киев: Наук. Думка, 1972. - 175 с.

6. Борщевский Ю.Т., Федоткин И.М., Колодин A.M. Двухфазные турбулентные струйные течения. Киев: Техшка, 1972. - 146 с.

7. Бусройд Р. Течение газа со взвешенными частицами. М.: Мир., 1975. - 378 с.

8. Васенин И.М., Архипов В.А., Бутов В.Г., Глазунов A.A., Трофимов В.Ф. Газовая динамика двухфазных течений в соплах. Томск: Изд-во Томск.ун-та, 1986. - 264 с.

9. Верещагин И.П., Левитов В.И., Мирзабекян Г.З., Пашин М.М. Основы электрогазодинамики дисперсных систем. М.: Энергия, 1974. - 480 с.

10. Волков Э.П., Зайчик Л.И., Першуков В.А. Моделирование горения твердого топлива. М.: Наука, 1994. - 320 с.

11. Волощук В.М. Введение в гидродинамику грубодисперсных аэрозолей. Л.: Гидрометеоиздат, 1971. - 208 с.

12. Волощук В.М., Седунов Ю.С. Процессы коагуляции в дисперсных системах. Л.: Гидрометеоиздат, 1975. - 320 с.

13. Волощук В.М. Кинетическая теория коагуляции. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. - 284 с.

14. Горбис З.Р. Теплообмен и гидромеханика дисперсных сквозных потоков. -М.: Энергия, 1970. 424 с.

15. Грин X., Лейн В. Аэрозоли пыли, дымы и туманы. - Л.: Химия, 1972. - 428 с.

16. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергия, 1968.- 423 с.

17. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоиздат, 1981. - 472 с.

18. Дюнин А.К. Механика метелей. Новосибирск: СО АН СССР, 1963. - 240 с.

19. Дюнин А.К., Борщевский Ю.Т., Яковлев H.A. Основы механики многокомпонентных потоков. Новосибирск: СО АН СССР, 1965. - 77 с.

20. Левин Л.М. Исследования по физике грубодисперсных аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1961.- 267 с.

21. Медников E.H. Турбулентный перенос и осаждение аэрозолей. М: Наука, 1981. - 174 с.

22. Нигматулин Р.И. Основы механики гетерогенных сред. М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат.лит., 1978. - 336 с.

23. Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М.: Наука. Гл.ред. физ.-мат.лит., 1987. Ч. I. - 464 е., Ч. II. - 360 с.

24. Новые исследования по общим уравнениям гидродинамики и энергии двухфазных течений / под ред. Телетова С.Г. М.: Атомиздат, 1970. - 61 с.

25. Салтанов Г.А. Сверхзвуковые двухфазные течения. Минск: Высшая школа, 1972. - 480 с.

26. Стернин Л.Е. Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М.: Машиностроение, 1974. - 212 с.

27. Стернин Л.Е., Маслов Б.Н., Шрайбер A.A., Подвысоцкий A.M. Двухфазные моно- и полидисперсные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1980. - 172 с.

28. Стернин Л.Е., Шрайбер A.A. Многофазные течения газа с частицами. М.: Машиностроение, 1994. - 320 с.

29. Сукомел A.C., Цветков Ф.Ф., Керимов Р.В. Теплообмен и гидравлическое сопротивление при движении газовзвеси в трубах. М: Энергия, 1977. - 193 с.

30. Фортье А. Механика суспензий. М.: Мир, 1971. - 264 с.

31. Фукс H.A. Механика аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1955. - 352 с.

32. Фукс H.A. Испарение и рост капель в газообразной среде. М.: Изд-во АН СССР, 1958. - 92 с.

33. Фукс H.A. Успехи механики аэрозолей. М.: Изд-во АН СССР, 1961. - 159 с.

34. Циклаури Г.В., Данилин B.C., Селезнев Л.И. Адиабатные двухфазные течения. М.: Атомиздат, 1973. - 448 с.

35. Шрайбер A.A., Милютин В.Н., Яценко В.П. Гидромеханика двухкомпонентных потоков с твердым полидисперсным веществом. Киев: Наук. Думка, 1980. - 252 с.

36. Шрайбер A.A., Гавин Л.Б., Наумов В.А., Яценко В.П. Турбулентные течения газовзвеси. Киев: Наук. Думка, 1987. - 240 с.

37. Яненко Н.Н., Солоухин Р.И., Папырин А.Н., Фомин В.М. Сверхзвуковые двухфазные течения в условиях скоростной неравновесности частиц. -Новосибирск: Наука, 1980. 160 с.

38. Clift R., Grace J.R., Weber М.Е. Bubbles, drops and particles. Academic Press, New York, 1978.

39. Friedlander S.K. Smoke, dust and haze: Fundamentals of aerosol behavior. -New York: Wiley & Sons, 1977. 317 p.

40. Soo S.L. Fluid dunamics of multi-phase systems. Toronto-London, 1967. -Pyc.nep. Coy С. Гидродинамика многофазных систем. - M.: Мир, 1971. - 536 с.

41. Soo S.L. Particulates and continuum. Multiphase fluid dunamics. New York. Hemisph

42. Wallis G. One-dimensional two-phase flow. McGraw-Hill, New York, 1969.

43. Zenz F.A., Othmer D.F. Fluidization and fluid-particle systems. New York:Reinhold, 1960. - 513 p.

44. Франкль Ф.И. К теории движения взвешенных наносов // Докл. АН СССР. -1953. -92, №2. С. 247 -250.

45. Франкль Ф.И. Уравнения энергии для движения жидкостей со взвешенными наносами //Докл. АН СССР. 1955. - 102, № 5. - С. 903 - 906.

46. Хинце И.О. Турбулентность. Ее механизм и теория. М.: Физматгиз, 1963. -680 с.

47. Криль С.И. О гравитационной теории переноса взвешенных частиц турбулентным потоком жидкости // Гидромеханика. 1978. - Вып. 37,- С. 92-96.

48. Favre A. Equations statistiques des gaz turbulents // Проблемы гидродинамики и механики сплошной среды. М.: Наука, 1969. - С. 483 - 511.

49. Melville W.K., Bray K.N. A model of the two-phase turbulent jet // Int.J.Heat Mass Transfer. 1979. - 22, N 5 - P. 647 - 656.

50. Абрамович Г.Н. О влиянии примеси твердых частиц или капель на структуру турбулентной газовой струи // Докл. АН СССР. 1970. - 190, № 5 -С. 1052-1055.

51. Elghobashi S.E., Abou-Arab T.W. A two-equation turbulence model for two-phase flows // Phys. Fluids. 1983. - 26, N 4. - P. 931 - 938.

52. Elghobashi S., Abou-Arab Т., Rizk M., Mostafa A. Prediction of the particle-laden jet with a two-equation turbulence model // Int.J.Multuphase Flow. 1984. -10, N6.-P. 697-710.

53. Mostafa A.A., Elghobashi S.E. A two-equation turbulence model for jet flows laden with vaporizing droplets // Int. J. Mutiphase Flow. 1985. -11,N 4.- P.515- 533.

54. Zhou Lixing, Huang Xiaoging. Prediction of confined turbulent gas-particle jets// Second International Symposium on Multiphase Flow and Heat Transfer, June 2124, 1989, Xian, China.

55. Mostafa А.А., Mongia Н.С. On the modeling of turbulent evaporating sprays: Eulerian versus Lagrangian approach // Int. J. Heat and Mass Transfer. 1987. - 30, N 12. - P. 2583 - 2593.

56. Bulzan D.L., Shuen J.-S., Faeth G.M. Particle-laden swirling free jets: measurements and prediction // NASA Technical Memorandum 88904. AIAA 87 -0303.

57. Mellor G.L., Herring H.J. A survey of mean turbulent field closure models // AIAA J. 1973.-N 11.-P. 590 -599.

58. Lakshminarayana B. Turbulence Modeling for Complex Shear Flows // AIAA J.- 1986.-N12.-P. 1900 1917.

59. Турбулентность. Принципы и применения / Под ред. У.Фроста, Т.Моулдена. М.: Мир, 1984. - 536 с.

60. Методы расчета турбулениных течений / Под ред. А.Д.Хонькина. М.: Мир, 1984.-464 с.

61. Абрамович Г.Н., Гиршович Т.А. Турбулентные струи, несущие твердые или капельно-жидкие примеси // Парожидкостные потоки. Минск: ИТМО АН СССР, 1977. - С 155- 175.

62. Rotta J. Statistische theorie nichthomogener turbulenz // Z.Phys. 1951. - 131, Nl.-S. 51-77.

63. Иевлев В.M. Турбулентное движение высокотемпературных сплошных сред. М.: Наука, 1975. - 256 с.

64. Rodi W., Spalding D.B. A two-parameter model of turbulence and its application to free jets // Warme-und Stoffubertragung. 1970. - 3, N 2. - S. 85 - 95.

65. Акатнов Н.И. Использование тензорных полиномов при построении уравнения для масштаба турбулентности в полуэмпирических моделях // Изв. АН СССР. МЖГ. 1994. - № 4. - С. 51 - 63.

66. Nee V.W. Kovaznay L.S.G. Simple phenomenological theory of turbulent shear flows // Phys. Fluids. 1969. - 12, N 3. - P. 473 - 484.

67. Секундов A.H. Применение дифференциального уравнения для турбулентной вязкости к анализу плоских неавтомодельных течений // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1971. -№5. - С. 114 - 127.

68. Гуляев А.Н., Козлов В.Е., Секундов А.Н. К созданию универсальной однопараметрической модели для турбулентной вязкости // Изв. АН СССР. МЖГ. 1993. -№ 4. - С. 69 -81.

69. Картушинский А.И. Перенос инерционной примеси в двухфазной турбулентной струе // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1984. - № 1. - С. 36 - 41.

70. Ватажин А.Б., Лебедев А.Б., Сорокин A.A. Исследование гомогенной и гетерогенной конденсации в затопленных турбулентных паровоздушных изобарических струях // Турбулентные течения и техника эксперимента. -Таллин: АН ЭССР, 1989. С. 212 - 214.

71. Моделирование двухфазных турбулентных струй с фазовыми переходами: отчет / ЦИАМ им. П.И.Баранова; Лебедев А.Б., Сорокин A.A. № ГР УЗ 1830; Инв. № 11740.-М., 1991.-47 с.

72. Elghobashi S. Particle-laden turbulent flows: direct simulation and closure models //Applied Scientific Research. 1991. - 48. - P. 301 - 314.

73. Зайчик Л.И., Першуков B.A. Проблемы моделирования газодисперсных турбулентных течений с горением или фазовыми переходами // Изв. РАН. Сер.МЖГ. 1996. - № 5. - С. 3-19.

74. Васильков А.П. Расчет турбулентной двухфазной изобарической струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1976. - № 5. - С.57 - 63.

75. Гавин Л.Б., Наумов В.А., Никулин Н.М. Расчет двухфазной струи с использованием уравнений переноса энергии турбулентных пульсаций // Турбулентные двухфазные течения. Ч. 1. Таллин: АН СССР, 1982. - С. 83 - 87.

76. Лаатс М.К., Фришман Ф.А. О допущениях, применяемых при расчете двухфазной струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1970. - № 2. - С. 186 - 191.

77. Лаатс М.К., Фришман Ф.А. Процессы турбулентного переноса в двухфазной струе // Процессы переноса в турбулентных течениях со сдвигом. -Таллин: АН ЭССР, 1973. С. 104 - 196.

78. Лаатс М.К., Фришман Ф.А. Разработка методики и исследование интенсивности турбулентности на оси двухфазной струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1973. - № 2. - С. 153 - 157.

79. Навознов О.И., Павельев A.A., Мульги A.C., Лаатс М.К. Влияние начального скольжения на рассеивание примеси в двухфазной струе // Турбулентные двухфазные течения. Таллин: АН ЭССР, 1979. - С. 149 - 157.

80. Лаатс М.К., Фрищман Ф.А. Движение и рассивание мелкого дисперсного материала на начальном участке двухфазной струи // Турбулентные двухфазные течения. Таллин: АН ЭССР, 1979. - С. 158 - 165.

81. Розенштейн А.З. Измерение пульсационных параметров газовой фазы дисперсных потоков типа "газ твердые частицы" лазерным доплеровским анемометром // Турбулентные двухфазные течения. - Таллин: АН ЭССР, 1979. -С. 189 - 195.

82. Розенштейн А.З., Фришман Ф.А., Щеглов И.Н. Экспериментальное исследование двухфазной турбулентной струи // Турбулентные течения и техника эксперимента. Таллин: АН ЭССР, 1989. - С. 175 - 178.

83. Гиршович Т.А., Картушинский А.И., Лаатс М.К., Леонов В.А., Мульги А.С. Экспериментальное исследование турбулентной струи, несущей тяжелые примеси // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 3 981. - № 5. - С. 26 - 31.

84. Гавин Л.Б., Мульги А.С., Шор В.В. Численное и экспериментальное исследование неизотермической турбулентной струи с тяжелой примесью // ИФЖ, 1986. № 5. - С. 736 - 742.

85. Hetsroni G., Sokolov М. Distribution of mass, velocity and intensity of turbulence in a two-phase turbulent jet // Trans. ASME J. Mech. 1971. - 38, N 2. -P. 315-327.

86. Iuu S., lasukoushi N., Hirosawa I., Particle turbulent diffusion in a dust laden roundjet//AICh. E. Jour. 1978.- 24, N 3. - P. 509 - 518.

87. Goldschmidt V.W., Householder M.K., Ahmadi G., Chuang S.C. Turbulent diffusion of small particles suspended in turbulent jets // Progress in heat and mass transfer. 1972. - 6. - P. 487 - 508.

88. Shuen J.S., Solomon A.S., Zhang Q.F., Faeth G.M. Structure of particle-laden jet: measurements and predictions // AIAA J. 1985. - 23, N 3. - P. 396 - 404.

89. Tsuji Y., Morikawa Y., Tanaka Т., Kazimine Т., Nishida S.Measurements of an axisymmetric jet laden with coarse particles // Int. J. Multiphase Flow. 1988. - 14. -P.565 - 574.

90. Longmire E.K., Eaton J.K. Structure of a particle-laden round jet // J. Fluid Mechanics 1992. - 236. - P. 217 - 257.

91. Fleckhaus D., Hishida K., Maeda M. Effect of laden solid particles on the turbulent flow structure of a round free jet // Exp. Fluids. 1987. - 5, N 5. - P. 323 -333.

92. Modarress D., Tan H., Elghobashi S. Two-Component LDA Measurement in a Two-Phase Turbulent Jet // AIAA J. 1984. - 22, N 5. - P. 624 - 630.

93. Shearer A.J., Tamura H., Faeth G.M. Evaluation of a Locally Homogeneous Flow Model of Spray Evaporation // J.Energy. 1979. - N 3. - P. 271 - 278.

94. Solomon A.S., Shuen J.S., Zhang Q.F., Faeth G.M. A theoretical and experimental study of turbulent evaporation sprays //NASA CR 174760, 1984.

95. Wu K.-J., Santavicca D.A., Bracco F.V., Coghe A. LDA measurements of drop velocity in diesel-type sprays // AIAA J. 1984. - N 22. - P. 1263 -1270.

96. Yule A.J., Seng C.Ah., Felton P.G., Ungut A., Chigier N.A. A Study of Vaporizing Fuel Sprays by Laser Techniques // Combustion and Flame. 1982. -N44. - P. 71 -84.

97. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания. Т.1: Методы расчета / Под ред. В.П.Глушко. М.: АН СССР, ВИНИТИ, 1971. -266с.

98. Основы горения углеводородных топлив / Под ред. Л.Н.Хитрина и В.А.Попова. М.: Изд. иностр. литер., 1960. - 664 с.

99. Лапин Ю.В., Стрелец М.Х. Внутренние течения газовых смесей. М.: Наука. Гл.ред.физ.-мат.лит., 1989. - 368 с.

100. Wilke C.R. Diffusional properties of multicomponent gases // Chem.Eng.Progr.- 1950. 46, N2. - P. 95 - 104.

101. Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р. Молекулярная теория газов и жидкостей. М.: Изд-во иностр. лит., 1961. - 930 с.

102. Svehla R.A. Estimated viscosities and thermal conductivities of gases at higt temperature // NASA TR. 1961. - R-132.

103. Анфимов H.A. Ламинарный пограничный слой в многокомпонентной смеси газов // Изв.АН СССР. Сер.Механ. и машиностр. 1962. - № 1. - С. 25 -31.

104. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. - 720 с.

105. Wilke C.R. A viscosity equation for gas mixtures // Chem. Phys. 1950. - 18, N 4.-P. 517-522.

106. Левич В.Г. Физико-химическая гидродинамика. М.: Физматгиз, 1959. -700 с.

107. Романов К.В., Чумаченко А.В. Аппроксимация зависимости коэффициента захвата для сферы от числа Рейнольдса и Стокса // Физика аэродисперсных систем. Киев, 1977 - Вып. 15. - С. 3 - 5.

108. Турбулентное смешение газовых струй // Под ред. Г.Н.Абрамовича. М.: Наука, 1974. -272 с.

109. Браиловская И.Ю., Чудов Л.А. Решение уравнений пограничного слоя разностным методом // Вычислительные методы и программирование. М.: Изд-во МГУ, 1962. - Вып. 1. - С. 167 -182.

110. Андерсон Д., Таннехилл Дж., Плетчер Р. Вычислительная гидромеханика и теплообмен. Т.1. М.: Мир, 1990.- 384 с.

111. Мак-Кракен Д., Дорн У. Численные методы и программирование на ФОРТРАНе. М.: Мир, 1977. - 584 с.

112. Launder В.Е., Morse A., Rodi W., Spalding D.B. Prediction of free shear flows- A comparison of the performance of six turbulence models // Free Turbulent Shear Flows, Vol. 1, Conference Proceedings, NASA Report No. SP-321, 1973, P. 361-422.

113. Поуп С.Б. Объяснение аномальной разницы в распространении осесимметричной и плоской турбулентной струй // Ракетн. техника и космонавтика. 1978. - 16, № 3. - С. 109 - 111.

114. Sirignano W.A., The Formulation of Spray Combustion Models: Resolution Compared to Droplet Spacing // Journal of Heat Transfer. 1986. - 108, N 3. - P. 633- 639.

115. Danon H., Wolfshtein M., Hetsroni G. Numerical calculation of two-phase turbulent round jet // Int. J. Multiphase Flow. 1977. - 3, N. 3. - P. 223 - 234.

116. Распыливание жидкостей / Ю.Ф.Дитякин, Л.А.Клячко и др. М.: Машиностроение, 1977. - 207 с.

117. ГОСТ 8.207-76 // Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения. Введ. 01.01.77. - М.: 1986. - 10 с. - (Система стандартов по информ., библ. и изд. делу).

118. Кремлевский П.П. Расходомеры и счетчики количества. Л.: Машиностроение, 1989. -701 с.

119. Шифрин К.С. Оптические исследования облачных частиц // Исследование облаков, осадков и грозового электричества. М.: ГИМИЗ, 1957. - С. 19 -22.

120. Шифрин К.С., Колмаков И.Б. Влияние ограничения интервала измерения индикатрисы на точность метода малых углов // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1966. - 2, № 8. - С. 851 - 858.

121. Голиков В.И. Усовершенствование прибора для измерения микроструктуры методом малых углов // Труды ГГО. 1965. - № 170. - С. 140 - 148.

122. Дюррани Т., Грейтид К. Лазерные системы в гидродинамических измерениях. М.: Энергия, 1980. - 336 с.

123. Белых В.А., Зелепукина Е.В., Клепиков К.Е. Исследование параметров кавитирующих потоков с помощью оптического допплеровского анемометра// Оптическая диагностика потоков жидкости и газа. М.: МЭИ, 1980. - Вып. 465.- С. 70 72.

124. Дубнищев Ю.И., Ринкевичус Б.С. Методы лазерной доплеровской анемометрии. М.: Наука, 1982. - 304 с.

125. Ринкевичус Б.С., Янина Г.М. Допплеровский метод исследования двухфазных потоков // Турбулентные двухфазные течения. Таллин: АН ЭССР, 1976.-С. 162- 187.

126. Леончик Б.И., Маякин В.П. Измерения в дисперсных потоках. М.: Энергия, 1971.- 248 с.

127. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973. - 847 с.

128. Зажигаев Л.С., Кишьян A.A., Романиков Ю.И. Методы планирования и обработки результатов физического эксперимента. М.: Атомиздат, 1978. -231с.

129. Rosler R.S., Bankoff S.G. Large-scale turbulence characteristics of a submerged water jet // A.I.Ch.E.J., 1963. 9, N 3. - P. 281 - 294.

130. Гиневский A.C. Теория турбулентных струй и следов. Интегральные методы расчета. М.: Машиностроение, 1969. 400 с.

131. Раушенбах Б.В., Белый С.А., Беспалов И.В., Бородачев В.Я., Волынский М.С., Прудников А.Г. Физические основы рабочего процесса в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей. М.: Машиностроение, 1964. - 526 с.

132. Прудников А.Г., Волынский М.С., Сагалович В.Н. Процессы смесеобразования и горения в воздушно-реактивных двигателях. М.: Машиностроение, 1971. - 356 с.

133. Лефевр А. Процессы в камерах сгорания ГТД. М.: Мир, 1986. - 566 с.

134. Теория и расчет воздушно-реактивных двигателей / Под ред. С.М.Шляхтенко. М.: Машиностроение, 1987. - 568 с.

135. Алхимов A.A., Косарев В.Ф., Папырин А.Н. Метод "холодного" газодинамического напыления // Докл. АН СССР. 1990 - 315, № 5 - С. 10621065.

136. Абрамович Г.Н., Бузов A.A., Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Эпштейн В.И. Исследование конденсации пара в паровоздушной струе // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1976.-№3.-С. 142- 144.

137. Быков В.Н., Ертанова О.Н., Зуев Ю.В., Лаврентьев М.Е., Лепешинский И.А. Измерение размеров и концентрации частиц водного аэрозоляголографическим методом // Материалы III Всесоюзной конференции по аэрозолям. М.: Наука, 1977. - С. 195 - 196.

138. A.c. 612161 СССР, М.Кл.2 GOINI5/00. Способ измерения размера капель / Ю.В.Зуев, И.А.Лепешинский, В.Б.Рутовский № 2442231/18-25; Заявлено 12.01.77; Опубл. 25.06.78, Бюл. № 23, Приоритет 12.01.77. - 5 е.: УДК 539.215.4 (088.8).

139. Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Бажанов В.И. Зондовый метод измерения параметров фаз двухфазного двухкомпонентного потока // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ, 1978. - Вып.1. - С. 123 - 128.

140. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Система уравнений, описывающих двухфазную газокапельную струю // Турбулентные двухфазные течения. Ч. II. -Таллин: АН ЭССР, 1979. С. 119 - 126.

141. Бажанов В.И., Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Измерение локальных параметров двухфазного потока зондовым методом // Турбулентные двухфазные течения. Ч.П. Таллин: АН ЭССР, 1979. - С. 202 - 208.

142. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. К теории двухфазных турбулентных струй // Тезисы докладов Тринадцатой Всесоюзной конференции по вопросам испарения, горения и газовой динамики дисперсных систем. Одесса: О ГУ, 1979.-С. 54-55.

143. Зуев Ю.В. Уточнение отдельных уравнений системы, описывающей двухфазную турбулентную струю // Исследование рабочего процесса в элементах двигателей и энергетических устройств с двухфазным рабочим телом. М.: Изд-во МАИ, 1980. - С. 63 - 66.

144. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Математическая модель двухфазной турбулентной струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1981. - № 6. - С. 69-77.

145. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Теоретическое исследование течения двухфазной турбулентной полидисперсной газокапельной струи // Сб. аннотаций Пятого Всесоюзного съезда по теоретической и прикладной механике. Алма-Ата: Наука, 1981. - С. 168.

146. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. К расчету пульсационных параметров фаз двухфазной струи // Газотермодинамика многофазных потоков в энергоустановках. Харьков: ХАИ. -1981. - Вып. 4. - С. 108 -118.

147. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Расчет пульсационных параметров фаз дисперсного двухфазного динамически неравновесного потока // Турбулентные двухфазные течения. Ч. I. Таллин: АН ЭССР, 1982. - С. 16-20.

148. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Некоторые результаты расчета двухфазной турбулентной струи // Турбулентные двухфазные течения. Ч. I. Таллин: АН ЭССР, 1982.-С. 27 -40.

149. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Влияние начального скольжения фаз в осредненном течении на распространение двухфазной турбулентной струи // Турбулентные двухфазные течения. Ч. I. Таллин: АН ЭССР, 1982. - С. 41 - 48.

150. Быков В.Н., Ертанова О.Н., Зуев Ю.В., Лаврентьев М.Е., Лепешинский И.А. Применение метода рассеяния для обработки голограмм двухфазного потока // Автометрия. 1982. - № 1. - С. 13 - 17.

151. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Некоторые результаты численного исследования двухфазной турбулентной струи // Струйные течения жидкостей и газов. Ч. II. Новополоцк: НПИ, 1982. - С. 125 - 130.

152. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А. Математическая модель двухфазной турбулентной струи // Тезисы докладов Международной конференции "Turbulenz modelle und ihre Anwendung in der Tehnik". - Лютерштадт Витгенберг (ГДР), 1982. - С. 258.

153. A.c. 197304 СССР / З.В.Дрючина, Ю.В.Зуев, И.А.Лепешинский, В.А. Советов, В.А.Чабанов № 3061031; Приоритет 05.03.83; Зарегистрировано 04.01.84.

154. Зуев Ю.В. Распространение двухфазной турбулентной струи в спутном потоке с продольным градиентом давления // Двухфазные турбулентные течения и техника эксперимента. Таллин: АН ЭССР, 1985. - С. 88 - 93.

155. Зуев Ю.В., Лаатс M.К., Лепешинский И.А. О механизме немонотонного изменения концентрации дискретной фазы вдоль оси двухфазной струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1985. - № 4. - С. 183 - 185.

156. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Советов В.А., Чабанов В.А. Модель турбулентного взаимодействия фаз многофазной многокомпонентной неизотермической неравновесной струи // Струйные течения в элементах авиационных двигателей. М.: МАИ, 1985. - С. 35 - 37.

157. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Советов В.А., Чабанов В.А. Расчет пульсационных параметров фаз многофазной многокомпонентной неизотермической неравновесной струи // ИФЖ. 1985. - XLIX, № 3. - С. 503 - 504.

158. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Советов В.А. Экспериментальное и теоретическое исследования газокапельной полидисперсной турбулентной струи // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1986. - № 5. - С. 63 - 68.

159. Ертанова О.Н., Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Решетников В.А. Метод измерения поля скоростей дисперсной фазы по пространственному спектру восстановленных с голограмм изображений двухфазного потока // Изв. АН СССР. Сер. МЖГ. 1987. - № 3. - С. 182 - 184.

160. Зуев Ю.В. Лазерно-оптический прибор для измерения дисперсности и концентрации аэрозолей / Информационный листок МосгорЦНТИ № 312-88. -1988.

161. A.c. 285260 СССР / В.А.Решетников, Л.И.Мотин, С.Х.Оганесян, В.И.Праслов, В.А.Советов, В.А.Чабанов, Ю.В.Зуев, И.А.Лепешинский № 3188895; Приоритет 04.01.88; Зарегистрировано 01.12.88.

162. Зуев Ю.В. Лазерно-оптический прибор для измерения среднего диаметра и концентрации частиц аэрозолей / Информационный листок ВИМИ № 89-0118. 1989.

163. Зуев Ю.В. Пакет прикладных программ для расчета турбулентных струй (ППП "JET") / Информационный листок ВИМИ № 89-0246. 1989.

164. Зуев Ю.В. Расчет параметров турбулентных струй (ППП "JET") / Информационный листок МосгорЦНТИ № 52-89. 1989.

165. Зуев Ю.В., Лепешинский И. А. Результаты экспериментального исследования двухфазной турбулентной струи и сравнение их с данными теоретических расчетов // Молекулярная газодинамика и механика неоднородных сред. М.: Наука, 1990. - С. 142 - 146.

166. А.с. 332774 СССР / Ю.В.Зуев, А.А.Кириченко, И.А.Лепешинский, В.А.Решетников, В.А Советов, В.А.Чабанов № 4539714; Приоритет 18.02.91; Зарегистрировано 01.11.91.

167. Зуев Ю.В., Лепешинский И. А., Чабанов В.А. Неизотермическая двухфазная турбулентная струя // Проблемы турбулентных течений. М.: ЦИАМ, 1991. - Тр. № 1287. - С. 131 - 144.

168. Lepeshinsky I.A., Reshetnikov V.A., Zuev Yu. V., Salkov E.R., Kolesnikova L.A. Laser device for dispersity and concentration of particles // Proceedings of 1st China-USSR seminar on aero engines. Nanjing: NAI, 1991. - P. 148 - 149.

169. Lepeshinsky I.A., Zuev Yu. V., Chabanov V.A. A mathematical model of the multiphase nonisothermal turbulent jet // Proceedings of 1st China-USSR seminar on aero engines. Nanjing: NAI, 1991. - P. 150 - 151.

170. Lepeshinsky I.A., Zuev Yu. V., Reshetnikov V.A., Zhukov S.M., Ivanov O.K., Kolesnikova L.A. Stend for the experimental investigation of the two-phase flows //

171. Proceeding Second Russian-Chinese scientific conference "Aero- and space engines and power plant". Moscow: MAI, 1992. - P. 281.

172. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Ципенко A.B. Применение модели Прандтля при расчете двухфазной турбулентной струи // Решение прикладных задач летной эксплуатации воздушных судов методами математического моделирования. М.: МГТУ ГА, 1993. - С. 88 - 94.

173. Лепешинский И. А., Зуев Ю.В., Решетников В. А., Иванов O.K., Колесникова Л.А. Стенд для экспериментального исследования двухфазных течений // Избранные труды Международного аэрозольного симпозиума. М.: Aerosol Technology Ltd , 1994. - С. 53 - 54.

174. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Ципенко А.В. Программа расчета многокомпонентных неизотермических двухфазных турбулентных струйных течений // Избранные труды Международного аэрозольного симпозиума. М.: Aerosol Technology Ltd , 1994. - С. 55.

175. Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Иванов O.K. Распыливающие устройства для получения мелкодисперсной структуры // Избранные труды Международного аэрозольного симпозиума. М.: Aerosol Technology Ltd , 1994.-С. 105.

176. Лепешинский И.А., Решетников В.А., Зуев Ю.В., Колесникова Л.А. Лазерная система измерения среднего размера и концентрации дисперсных частиц // Избранные труды Международного аэрозольного симпозиума. М.: Aerosol Technology Ltd , 1994. - С. 106.

177. Зуев Ю.В., Лепешинский И. А. Двухфазная многокомпонентная турбулентная струя с фазовыми переходами // Изв. РАН. Сер. МЖГ. 1995. - № 5.-С. 120 - 138.

178. Зуев Ю.В. Влияние граничных условий на осредненные параметры двухфазной турбулентной струи с фазовыми переходами // Вопросы повышения уровня летной эксплуатации и безопасности полетов воздушных судов. М.: МГТУ ГА, 1996. - С. 104 - 109.

179. Lepeshinsky I.A., Zuev Yu. V., Reshetnikov V.A., Chabanov Y.A. Swirl Device Fine-Dispersed Atomisation of Liquid // Absracts of International Aerosol Symposium IAS 3. - Moscow: Aerosol Technology Ltd , 1996. - 2, N 1. - C. 21.

180. Zuev Yu. У., Lepeshinsky LA., Tsipenko A.V., Yoronetsky F.V. Simulation of two-phase Jet Flows. Different Approaches // Absracts of International Aerosol Symposium IAS 3. - Moscow: Aerosol Technology Ltd , 1996. - 2, N 1. - C. 20 - 21.

181. Зуев Ю.В., Лепешинский И.А., Ципенко А.В., Воронецкий А.В. Моделирование двухфазных струйных течений. Сравнение моделей // Аэрозоли: наука, вычислительные программы в России и странах СНГ. М.: Aerosol Technology Ltd , 1996. - № II. - С. 28 - 36.

182. Костюк В.В., Берлин И.И., Верещагин В.В., Зуев Ю.В. Некоторые новые результаты в гидродинамике и теплообмене в однофазных и двухфазных средах. М.: Изд. МАИ, 1997. - 88 с.

183. Зуев Ю.В. Турбулентные характеристики фаз двухфазной струи при наличии в ней фазовых переходов // Тезисы докладов XVII Всероссийского семинара "Течения газа и плазмы в соплах, струях и следах". С. - Петербург, 1997. - С. 97.

184. Воронецкий А.В., Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Федорова Н.М. Исследование дальнобойности двухфазных газокапельных струй // Тезисы докладов XVII Всероссийского семинара "Течения газа и плазмы в соплах, струях и следах". С. - Петербург, 1997. - С. 96.

185. Патент 2081202 Российской Федерации, 6 С23С 4/00, 4/12. Способ нанесения покрытия, его вариант / А.В.Карпышев, С.В.Лосев, И.А.Лепешинский, Ю.В.Зуев, В.А.Решетников № 95110652/02(019026);

186. Заявлено 28.06.95; Опубл. 10.06.97, Бюл. № 11, Приоритет 28.06.95, Зарегистрировано 10.06.97 21 с.

187. Костюк В.В., Лепешинский И.А., Зуев Ю.В., Решетников В.А., Ципенко

188. A.B., Воронецкий A.B. Исследование процессов межфазного взаимодействия в многофазных турбулентных струях // Тезисы докладов Второй Международной конференции по неравновесным процессам в соплах и струях. М.: МАИ, 1998. - С. 95 - 96.

189. Патент 2108992 Российской Федерации, 6 C04B 37/02 37/00. Способ соединения деталей / А.В.Карпышев, С.В.Лосев, И.А.Лепешинский, Ю.В.Зуев,

190. B.А.Решетников № 95116049/03(027588); Заявлено 14.09.95; Опубл. 20.04.98, Бюл. № 11, Приоритет 14.09.95, Зарегистрировано 20.04.98 - 8 с.

191. Патент 2121390 Российской Федерации, 6 А62 С 31/02. Установка для пожаротушения / Ю.В.Зуев, А.В.Карпышев, И.А.Лепешинский № 97107903/12 (008376); Заявлено 14.05.97; Опубл. 10.11.98, Бюл. № 31, Приоритет 14.05.97. -15с.

192. Разработка передана и внедрена на основании договора23o3J-Q20IOччяа- 3I.I2.90r.выполненного В сроки С О.О.ООГ -■ * до2. в соответствии с планом Реализации результатов фундаментам работ, выполненных по заказу предприятия и/я В-2942 в I

193. Наименование н номер документов, подтверждающих внедрение

194. Уровень внедрения и наименование объекта, на котором разработка внедрена

195. РРР. ттп Рдтавтпв Государственной КОМИССИИ при Ш С( $190 от 3.6.86г.:. ,п ' 1986г,о. Дата внедрения—=---.

196. Народнохозяйственная эффективность разработки и ее преимущества в сравнении с существующими отечественными ЕЛИ зарубежными аналогами

197. Переданное разработки дозволяют проводить численное моделі многофазных турбулентных струйных течений при проектироваї доводке новых образцов авиационой техники.

198. Годовой экономический эффект (доля МАИ)асчет прилагается.

199. Разработка защищена авторскими свидетельствами №№.

200. Акт об использовании изобретения по форме Р-2 • . .198— года.1. От МАИботкии. А,.ач./НИО каф.1. В-Н.Тюрин-)1. От предприятияп/я В-2М2

201. Руководитель подразделения

202. Ьа.ФІ^ у С.Х.Оганесян А В.А.СоветоЬ1. Гл. бухгалтер-экономического отдела

203. А.И.Тихонова ^ М.А.Абадш^ина1. Л.Ф.Рожкова-

204. Зак.^і7 38% Тир. 500 Ротапринт МАИ1. УКАЗАНИЯ К ЗАПОЛНЕНИЮ

205. В п. 1 указать номер и сроки договора, на основании которого осуществлялась передач внедрение разработки.

206. В п. 2 указывается в соответствии с каким планом (государственным народнохозяйственн отраслевым, предприятия, приказом и т. д.) осуществлено внедрение.

207. В п. 3 указываются -те документы, которыми предприятие отчитывается за внедрение разраб перед ЦСУ и вышестоящими органами, (приказы, акты приемных комиссий и Др.)

208. В п. 4 указывается конкретно в каких работах (изделиях) предприятия внедрена разработка.

209. В этом случае в п. 5 ставится срок начала выпуска продукции или введение в действие объ новой техники. Л

210. При опытно-промышленном опробовании указывается в составе каких изделий, процес методов и других мероприятий разработка прошла опытно-лромышленное опробование и какимистанциями принята:

211. В этом случае в п. 5 ставится дата приемки соответствующими инстанциями.

212. При использовании в НИОК.Р указывается в какой НИР или ОКР, при разработке к проблем или проектировании каких изделий использойЬл'ась разработка.

213. В этом случае в п. 5 указывается срок начала использования в этих работах.

214. Примечание: Подписи гл. бухгалтера н нач. пданово-зконокического отдела необходимы при наличии экон ческого эффекта.

215. Наименование й номер документов, подтверждающих внедрение-—.

216. Уровень внедрения и наименование объекта, на котором разработка внедрена

217. НИР "Чародейка" до решению ВШ от 27.8.81г. и Прика1. МАП от 27.T0.RTr.1985 г5. Дата внедрения-

218. Народнохозяйственная эффективность разработки н ее преимущества в сравнен с существующими отечественными или зарубежными аналогами

219. Переданный пакет прикладных програші позволяет производирасчет и на его основе проектирование распыливащих уст.- «истользусиитгся к нокнт обратят авиационной тотттуи.

220. Годовой экономический эффект (доля МАИ)1. Расчет прилагается.

221. Разработка защищена авторскими свидетельствами №№.

222. Акт об использовании изобретения'по форме Р-2 от .;198 года.

223. От МАИ Автор (ы) ра^фаботки

224. И.А.Депешинркий ^ Ю.В.Зуев ^г Се /? , /Нач. НИО фтта1. И.Иванов )( В.Н.Тюрин )1. От предприятияи/я 3-2942

225. Руководитель подразделения . )

226. С.Х.Сганеся: Р^Щ^С^А. Со вето вп^.ново^эконо(^<ческого отдела1. Тихону1. А.Й.1. МТПбашпшна1. Л. Ф. Рожков^

227. Ъах.:ЯЯ5/ 38% Тир. 5РО Ротапринт МАИ1. УКАЗАНИЯ к ЗАПОЛНЕНИЮ

228. В п. 1 указать номер и сроки договора, на основании которого осуществлялась передача внедрение разработки. ' • • '

229. В п. 2 указывается в соответствии-с каким планом (государственным нароДнохозяйственн отраслевым, предприятия, приказом^и т. д.) осуществлено внедрение. , •

230. В п. 3 указываются те документы, которыми предприятие отчитывается за внедрение разрабо перед ЦСУ и вышестоящими органами, (приказы, акты приемных комиссий и др.).

231. В этом случае в п. 5 ставится срок начала выпуска продукции или введение в действие объ новой техники.

232. При опытно-промышленном опробовании указывается в .составе каких изделий, прощ. . методов' и других мероприятий разработка прошла опытно-промышленное опробование и какими станциями принята: •

233. В этом случае в п. 5 ставится дата приемки соответствующими инстанциями.

234. При использовании в НИОКР указывается в какой НИР или ОКР, при разработке к проблем или проектировании каких изделий использовалась разработка.

235. В этом случае в п. 5 указывается срок начала использования в этих работах.

236. Примечание: Подписи гл. бухгалтера и нач. планово-экономического отдела необходимы при наличии эко ческого эффекта.р -/о-ге/- 41. УТВЕРЖДАЮ»