ЭНЕРГЕТИКА
Войти на сайт | Регистрация
УДК 532.542+519.63
Метод расчёта течения газа в каналах газоструйных систем
Кириллов Валерий Владимирович, д-р техн. наук, профессор кафедры «Двигатели летательных аппаратов», Южно-Уральский государственный университет, г. Челябинск, valery.v.kirillov@gmail.com
Аннотация
В энергетических установках различного типа рабочее тело движется в каналах различных формы, размеров и назначения. Во многих практически важных случаях установки включают в себя систему каналов со слиянием и разделением потоков. Обычно большую часть времени установки работают в стационарном режиме, однако в некоторых системах рабочие процессы протекают за малые промежутки времени и сопровождаются большими изменениями скорости, давления и температуры как по длине канала, так и во времени.
Математическая модель таких каналов включает в себя нестационарные уравнения в частных производных, описывающие законы сохранения массы, импульса и энергии. Для решения системы уравнений широко применяется метод конечных разностей. Данная краевая задача является нелинейной, поэтому для ее решения применяются численные методы.
В работе предложен численный метод расчёта процессов гидродинамики и теплообмена в каналах энергетических установок со слиянием и разделением потоков на основе метода конечных разностей и алгоритма ортогональной прогонки решения краевой задачи.
Разработанный алгоритм обладает высокой вычислительной эффективностью и позволяет рассчитывать высокоинтенсивные режимы работы канала как со сжимаемым, так и с несжимаемым рабочим телом, с теплообменом со стенками канала или в адиабатических условиях работы. Численный метод позволяет рассчитывать процессы как в отдельных каналах, так и в системе каналов в рамках единого подхода
Ключевые слова
энергетическая установка, канал, математическая модель, разностная схема, численный метод
Литература
1. Численный эксперимент в теории РДТТ / А.М. Липанов, В.П. Бобрышев, А.В. Алиев и др. – Екатеринбург: ИПМ УИФ «Наука», 1994. – 303 с.
2. Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И.Е. Идельчик. – М.: Машиностроение, 1992. – 672 с.
3. Кириллов, В.В. Расчёт рабочих процессов в низкотемпературном газогенераторе с учётом движения гранул охладителя / В.В. Кириллов // Химическая физика и мезоскопия. – 2009. – Т. 11, № 2. – С. 172–180.
4. Самарский, А.А. Методы решения сеточных уравнений / А.А. Самарский, Е.С. Николаев. – М.: Наука, 1978. – 601 с.
Источник
Вестник ЮУрГУ. Серия «Энергетика». – 2014. – Т. 14, № 2. – C. 12-15.