Сопряженный тепломассообмен в критической точке затупленного тела при его обтекании высокоскоростным диссоциирующим потоком газа


DOI: 10.34759/tpt-2022-14-12-531-538

Авторы

Тушавина О. В.

Институт № 6 «Аэрокосмический»,

e-mail: tushavinaov@mai.ru

Аннотация

В работе рассматривается тепломассоперенос в окрестности передней критической точки затупленного конуса при обтекании его высокоскоростным диссоциирующим потоком воздуха на основе приближенно-аналитического решения полных уравнений пограничного слоя в переменных Дородницына — Лиза. Определяются конвективные и диффузионные потоки теплоты, подводимые к поверхности затупления, а также температура поверхности из баланса конвективно-диффузионных, лучистых и тепловых потоков, отводимых теплопроводностью внутрь тепловой защиты летательного аппарата. Получены результаты численных расчетов тепловых потоков к телу и температур поверхности тела в широком диапазоне чисел Маха набегающего потока и константы скорости рекомбинации атомарной компоненты на каталитически активной стенке.

Ключевые слова:

вязкое газодинамическое течение, диссоциация, рекомбинация, числа Маха, константа скорости рекомбинации атомарной компоненты, теплопроводность, излучение, температура поверхности, уравнения пограничного слоя, числа Прандтля, Шмидта, Льюиса

Библиографический список

  1. Лыков А.В. Тепломассообмен. Москва: Энергия, 1978. 480 с.

  2. Формалев В.Ф., Колесник С.А. Математическое моделирование сопряженного теплообмена между вязкими газодинамическими течениями и анизотропными телами. 2-е изд., испр. и сущ. доп. Москва: ЛЕНАНД, 2019. 320 с.

  3. Формалев В.Ф., Кузнецова Е.Л. Тепломассоперенос в анизотропных телах при аэрогазодинамическом нагреве. Москва: МАИ-ПРИНТ, 2011. 300 с.

  4. Формалев В.Ф., Колесник С.А. Сопряженный теплоперенос между пристенными газодинамическими течениями и анизотропными телами // Теплофизика высоких температур. 2007. Т. 37. № 5. С. 772–778.

  5. Никитин П.В., Сотник Е.В. Катализ и излучение в системах тепловой защиты космических аппаратов: монография. Москва: Издательство «Янус-К», РФФИ, 2013. 435 с.

  6. Дорренс У.Х. Гиперзвуковые течения вязкого газа. Москва: Издательство «Мир», 1966. 440 с.

  7. Суржиков С.Т. Расчетное исследование аэротермодинамики гиперзвукового обтекания затупленных тел на примере анализа экспериментальных данных. Москва: ИПМех РАН, 2011. 192 с.

  8. Никитин П.В. Гетерогенные потоки в инновационных технологиях: монография. Москва: Издательство «Янус-К», 2010. 245 с.

  9. Nikitin P.V., Tushavina O.V., Shkuratenko A.A. Calculation of heat transfer on the catalytically active surface of high–speed aircraft. INCAS Bulletin, 2019, vol. 11, pp. 191–203.

  10. Astapov A.N., Zhavoronok S.I., Kurbatov A.S., Rabinskiy L.N., Tuchavina O.V. Main ploblems in the creation of thermal–protection systems based on structurally heterogeneous matherials and the methods of their solution. A. Reviev. High Temperature, 2021, vol. 59, no. 2, pp. 221–247.

  11. Ваганов А.В., Жестков Б.Е., Сенюев И.В., Целунов М.М., Штапов В.В., Сахаров В.И. Методика исследования неравновесного теплообмена и каталитических свойств высокотемпературных материалов // Материалы ХХХ научно-технической конференции по аэродинамике П. Володарского (25–26 апреля 2019 г.). ЦАГИ, 2019. С. 74–75.

  12. Лунев В.В. Гиперзвуковая аэродинамика. Москва: Машиностроение, 1975. 328 с.

  13. Шлихтинг Г. Теория пограничного слоя. Москва: Наука, 1969. 533 с.

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2018-2024