X Всероссийская конференция молодых ученых "Проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии"

23 - 25 апреля 2014, г. Новосибирск

Пивоваров А.А.  

Исследование структуры течения в сверхзвуковой неизобарической струе с помощью метода PIV

     В настоящее время интерес исследователей направлен на исследование структуры и особенностей течения в высокоскоростных струях с применением количественного оптического панорамного бесконтактного метода PIV. Изучение структуры сверхзвуковой неизобарической струи при наличии искусственных возмущений продолжает оставаться актуальной задачей. Такие возмущения порождаются с помощью различных вихреобразующих устройств, например, шевроны, дольчатые смесители, табы и т.п. При наличии таких устройств перестраивается структура течения, интенсифицируется смешение и уменьшается уровень шума, создаваемого сверхзвуковой струей. Струйные течения на практике используются в эжекторных системах, системах подачи топлива, в нефтегазодобывающих установках и других устройствах, в которых большую роль играют процессы смешения.
     Целью данной работы является прояснение структуры неизобарической струи, истекающей из сопла с вихрегенераторами различного типа, с использованием метода лазерного ножа и метода PIV.
     Представлены результаты экспериментального исследования структуры течения осесимметричной невозмущенной сверхзвуковой неизобарической струи и струи с двумя типами вихрегенераторов. Зарегистрировано увеличение поперечных размеров струи, что связывается с интенсификацией смешения при установке вихрегенераторов на срезе сопла. Показано, что шевроны сильнее влияют на структуру сверхзвуковой струи по сравнению с микроструями и более эффективны для интенсификации смешения на границе сверхзвуковой неизобарической струи.