Ваш браузер устарел и не обеспечивает полноценную и безопасную работу с сайтом.
Установите актуальную версию вашего браузера или одну из современных альтернатив.
В лабораторной газодинамической установке ГУАТ проводятся испытания моделей элементов конструкции и простых форм по обтеканию их скоростным газовым потоком и исследованию их аэродинамических характеристик. Модели простых геометрических форм используются для отработки тестовых режимов, апробации новых измерительных средств и валидации математического моделирования [1]. Градуированные датчики теплового потока собственного изготовления в тестовых режимах [2, 3] использованы в модели цилиндра в набегающем потоке при лобовом и касательном положении относительно газового потока. Сравнение их аэродинамических характеристик, а также с характеристиками в плоском канале [4] явилось задачей экспериментального исследования.
Экспериментальная модель выполнена в виде цилиндра, диаметром 25 мм, длиной 70 мм и размещена образующей к соплу. На боковую поверхность цилиндра внедрены на одной линии высокочастотный сертифицированный датчик давления, сертифицированный и два изготовленных калориметрических датчиков теплового потока. Ближе к краю на 15 градусов от линии датчиков внедрен датчик теплового потока с медной тепловоспринимающей поверхностью, а на 30 градусов в противоположную сторону от линии датчиков установлен датчик теплового потока из нержавеющей стали.
Тестовые режимы в экспериментах варьировались от соотношений заданных давлений в камерах высокого и низкого давлений в пределах 36(1–103). Среда размещения моделей находилась под вакуумом от 10–3 до 10–5 атм. Преобразование высокочастотных измерителей давления (500 КГц) и температуры в цифровой сигнал аналого-цифровыми преобразователями (АЦП) выполнялось с частотой 10 МГц, компьютерная регистрация с шагом 0,4 мкс.
Результаты экспериментов показали, что тепловой поток в набегающем потоке может достигать до 5 МВт/м2, а на плоской пластине в 3…4 раза меньше при тех же тестовых режимах. Выявлено, что тепловой поток зависит от тестовых давлений в камере низкого давления больше, чем от параметров вакуумной среды.
Температура модели в набегающем потоке определялась по пересчету комнатной температуры к температуре после окончания вакуумирования по изменению нулевого сигнала, а затем при ее скачке в потоке [5]. Наибольший тепловой поток наблюдался на образующей цилиндра перед соплом.
Снижение теплового потока на датчиках, расположенных под углом сравнивалось с нагревом датчиков на образующей цилиндра при его осевом повороте на такие же углы (15° и 30°). Определены погрешности сравнения тепловых потоков в разных режимах.
В процессе экспериментов была проведена калибровка изготовленных датчиков теплового потока калориметрического типа. Выявленный коэффициент передачи оказался единым для всех изготовленных датчиков с погрешностью в некоторых тестовых режимах до 1 %.
Экспериментальные исследования аэротермодинамических характеристик цилиндра в набегающем потоке позволили получить данные для валидационных процедур, сравнить показания датчиков теплового потока в набегающем и скользящем потоке, а также калибровать датчики теплового потока собственного изготовления.
