Место издания:АО "Информационно издательский центр" Казань
Первая страница:192
Последняя страница:193
Аннотация:Рассматривается сверхзвуковое стационарное течение газа с примесью испаряющихся капель в области взаимодействия ударной волны с плоской теплоизолированной стенкой. Возможны как регулярный, так и маховский режим отражения волны от стенки. В волнах уплотнения температура газа повышается, поэтому капли могут испариться частично или полностью. В работе рассматриваются случаи слабых волн, в которых не происходит полного испарения капель. Падающая или отраженная волна может вырождаться в волну с полной дисперсией.
Исследуется структура течения «внутри» волн уплотнения и в окрестности «пятна» падения волны на поверхность стенки. Особое внимание уделяется расчету межфазного теплообмена вблизи стенки. Предполагается, что поток инерционных капель, развернувшись за падающей косой ударной волной, будет попадать на стенку и способствовать снижению равновесной температуры стенки. В случае маховского отражения рассматривается локальная область вблизи стенки, в которой маховскую ножку можно считать прямой и перпендикулярной стенке. В рамках модели двухфазного ламинарного пограничного слоя рассчитывается течение вблизи поверхности с учетом боковой силы Сэфмана, благодаря которой капли выпадают на стенку. Как в случае инерционного попадания капель на стенку при регулярном отражении, так и под действием силы Сэфмана при маховском, на поверхности стенки может формироваться тонкая пленка, температура жидкости в которой равна температуре капель в набегающем невозмущенном потоке. В работе используется упрощенная схема формирования жидкой пленки оседающими на стенку каплями, когда эффектами неустойчивости и разбрызгивания пленки пренебрегается. Исследуется зависимость протяженности зоны выпадения капель и существования жидкой пленки от параметров набегающего невозмущенного потока, таких как число Маха и относительная массовая концентрация капель. Приведено распределение безразмерной толщины пленки вдоль стенки за прямым маховским скачком для различных значений определяющих параметров.
Параметрическое исследование динамической и тепловой структуры двухфазного пограничного слоя за точкой падения волны на стенку показало существенное влияние даже небольшой примеси жидких капель на температуру адиабатической стенки. При этом не выявлено заметных преимуществ использования маховского режима отражения волны с точки зрения значительного увеличения зоны существования жидкой пленки на обтекаемой поверхности.