«Труды Российского государственного университета нефти и газа имени И.М. Губкина»

ПРОТОТИПИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ СЕТЧАТЫХ СТРУЙНЫХ СИСТЕМ

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

Авторы:

¹ Российский государственный университет нефти и газа (национальный исследовательский университет) имени И.М. Губкина, г. Москва, Российская Федерация
² ЗАО «Российская компания по освоению шельфа», г. Москва, Российская Федерация

Ключевые слова: преобразование энергии, турбина Эйлера, газодинамика, гидродинамика, сопло, эжектор, сетчатая турбина

Аннотация:

В статье представлены результаты исследований газодинамических и гидродинамических процессов при импульсном режиме течения через вращающиеся и неподвижные каналы с сетчатой структурой. Научные разработки, главным образом, нацелены на создание энергетически эффективных турбомашин, предназначенных для осложненных условий работы. Авторами статьи предложено рассмотреть группу гибридных турбомашин с возможностями для комбинирования вихревого процесса с лопастным процессом или для комбинирования турбинного рабочего процесса с насосным рабочим процессом. Результаты проведенного компьютерного моделирования подтвердили возможность создания крутящего момента на валу экспериментальной турбины за счет генерации импульсных потоков в проточных каналах в роторе турбины. С использованием аддитивных технологий созданы прототипы (микромодели) турбины. В ходе пневматических и гидравлических испытаний микромоделей подтверждена работоспособность предложенного технического решения. Разработаны основные принципы для создания гибридных турбомашин, оснащенных специальными роторами, в которых одновременно проявляются и свойства турбины, и свойства насоса (или компрессора). Отдельные результаты проведенных исследований могут быть использованы при разработке перспективных технологий для энергетики, авиации и робототехники.

Список литературы:

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