Оцінка ефективності керування когерентними вихровими структурами в камері змішування криловими вихорогенераторами

Abstract

Проблематика. Малозатратне керування енергоємними когерентними вихровими структурами (ЕКВС), а отже, процесами переносу маси, імпульсу та енергії у вихрових камерах змішування (ВК) для підвищення ефектив­ності робочих процесів вихрових технологічних і енергетичних апаратів. Мета дослідження. На основі принципу взаємної сприйнятливості вихрових структур дослідити реакцію ЕКВС у тупиковій частині камери і на виході з неї на спрямовані керувальні дії кінцевих вихрових шнурів, які створюють крилові вихорогенератори у вхідному соплі ВК. Надати кількісну оцінку “тонкому” впливу на ЕКВС, які визначають характеристики змішування потоків у ВК. Методика реалізації. Поєднання експериментального дослідження формування керувальних вихорів та експериментальних характеристик ЕКВС з теоретичним аналізом аеродинамічної моделі крилового вихорогенератора. Результати дослідження. Виявлено явища перерозподілу енергії середнього руху газу на користь енергії пульсацій у тупиковій зоні камери, а також “перекачування” енергії пульсацій від дрібних вихорів до більш крупних на виході з камери змішування. Попри відносно невеликі прояви позитивного ефекту впливу керувальних дій на ЕКВС в об’ємі тупикової частини камери засвідчено підвищення енергії пульсацій швидкості потоку в характерній зоні вихідного перерізу ВК до 72 %. Висновки. Експериментально доведено можливість ефективного керування ЕКВС, які визначають процеси масо- і теплопереносу у вихрових камерах змішування. Керування здійснюється системою неперервних упорядкованих вихрових шнурів, що генеруються нерухомими крилами кінцевого розмаху, вмонтованими у вхідному соплі камери.

Keywords

• Mixing chamber
• Coherent vortex structures
• Control
• Vortex cords
• Wing eddy-generator
• Mutual susceptibility