«Proceedings of Gubkin University»

PROTOTYPING AND RESEARCH OF MESH JET SYSTEMS

UDC: 622.276
DOI: 10.33285/2073-9028-2021-4(305)-118-132

Authors:

¹ Gubkin Russian State University of Oil and Gas (National Research University), Moscow, Russian Federation
² CJSC Russian Shelf Development Company, Moscow, Russian Federation

Keywords: energy conversion, Euler turbine, gas dynamics, hydrodynamics, nozzle, ejector, mesh turbine

Annotation:

The paper presents the study results of gas-dynamic and hydrodynamic processes in the pulse flow mode through rotating and fixed channels with a mesh structure. The research mainly aims to develop energy-efficient turbomachines for complicated operating conditions. The authors consider a group of hybrid turbomachines with opportunities for combining vortex and vane or turbine and pump working processes. The computer simulation results confirm the possibility of creating torque on the experimental turbine shaft due to the generation of pulse flows in the turbine rotor flow channels. Prototypes (micromodels) of the turbine are developed using additive technologies. Pneumatic and hydraulic tests of the micromodels confirm the operability of the proposed technical solution. The basic principles for developing hybrid turbomachines equipped with specific rotors which combine both turbine and pump (or compressor) properties are developed. Selected study results are applicable in developing advanced technologies for power engineering, aviation, and robotics.

Bibliography:

1. Sazonov Yu.A., Mokhov M.A., Tumanyan Kh.A., Frankov M.A., Balaka N.N. Prototyping mesh turbine with the jet control system//Periódico Tchê Química. ISSN 2179-0302, 2020. — Vol. 17 (n°36). — P. 1160-1175.
2. Сазонов Ю.А. Основы расчета и конструирования насосно-эжекторных установок. — М.: ГУП Изд-во «Нефть и газ» РГУ нефти и газа имени И.М. Губкина, 2012. — 305 с.
3. Дроздов С.М. Метод определения натурных аэродинамических характеристик летательного аппарата с решетчатыми крыльями по результатам испытаний его модели в аэродинамических трубах//Ученые записки ЦАГИ. — Том XXXIII. — 2002. — № 3-4. — С. 18-29.
4. Синявин А.А. Расчетно-экспериментальное исследование взаимодействия газовых потоков с проницаемыми границами//Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. — М.: Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова. — 2010. — 24 с.
5. Łukasz J. Orman. Aspects of complexity of metal-fibrous microstructure for the construction of high-performance heat exchangers: thermal properties//Aviation. — ISSN: 1648-7788/eISSN: 1822-4180. — 2020. — Vol. 24, Issue 3. — Р. 99-104.
6. Калачев В.В. Струйные насосы. Теория, расчет и проектирование. — M.: Филинъ: «Омега-Л», 2017. — 418 с.
7. Бережной А.С. Совершенствование рабочих характеристик струйно-реактивного пневмоагрегата на основе уточнения модели рабочего процесса//Диссертация на получение научной степени кандидата технических наук. — Сумы: Сумский государственный университет. — 2014. — 157 с.
8. Патент РФ № 203 833. Двигатель//Ю.А. Сазонов, М.А. Мохов, Х.А. Туманян, В.В. Воронова, М.А. Франков. Заявка: 2020141544, 16.12.2020. — Опубликовано: 22.04.2021. Бюл. № 12.
9. Тарасов В.Н. Разработка рациональных методов проектирования парциально-импуль- сных турбин//Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук. — М.: Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана. — 2009. — 34 с.
10. Yuan Zhang, Fanchun Li & Dejun Jia. Lightweight design and static analysis of lattice compressor impeller//Nature, 2020, 10:18394. — P. 1-10.
11. US Patent 2623474. Injection mixer//Giovanni Friedmann — Patented Dec. 30, 1952.
12. UK Patent Application, GB № 2310005. Apparatus for energy transfer//Michael John Wheatley — Date of A Publication: 13.08.1997.
13. US Patent № 3013494. Guided missile//Pierre Louis Jean Chanut. — Date of Patent: 19.12.1961. [Electronic resource]: http://www.freepatentsonline.com/3013494.pdf
14. Пахомов М.А., Терехов В.И. Интенсификация турбулентного обмена при взаимодействии туманообразной осесимметричной импактной струи с преградой//Прикладная механика и техническая физика. — 2011. — Т. 52. — № 1. — С. 119-131.
15. Missile Control Systems//Aerospaceweb.org. [Electronic resource]: http://www.aerospace-web.org/question/weapons/q0158.shtml