Особенности тепловой завесы вдувом воздуха из сферической выемки тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

На правах рукописи

Буланов Игорь Юрьевич

ОСОБЕННОСТИ ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ ВДУВОМ ВОЗДУХА ИЗ СФЕРИЧЕСКОЙ ВЫ1ЕМКИ

Специальность: 01.04.14 - теплофизика и теоретическая теплотехника

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Казань 2005

Работа выполнена на кафедре турбомашин Казанского государственного технического университета им А Н Туполева Научный руководитель - доктор технических наук,

профессор А.В Щукин

Официальные оппоненты - доктор технических наук,

профессор С Э Тарасевич кандидат технических наук, НА Надыров

Ведущая организация - ОАО КПП "Авиамотор",

г Казань

Защита состоится оииЛ 2005 г в_часов на заседании

/<?

диссертационного Совета Д 212 079 02 при Казанском государственном техническом университете им АН Туполева по адресу 420111, г Казань, ул К Маркса, 10

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке КГТУ Автореферат разослан 2005 г

Ученый секретарь диссертационного

совета, кандидат технических наук,

доцент А Г Каримова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы При температурах потока газа перед турбиной, превышающих 1500-1550К, для охлаждения наиболее тепло-напряженных участков горячих деталей авиационных и наземных ГТД требуется вводить пленочное охлаждение поверхности, т.к. интенсификации внутреннего конвективного охлаждения не всегда бывает достаточно для обеспечения допускаемой температуры стенки. Последнее часто бывает связано с ограниченным давлением , воздуха на входе в охлаждающий канал. Отметим, что в жаровых трубах камер сгорания без пленочного охлаждения поверхности невозможно обойтись вообще.

Как известно, равномерную тепловую завесу поперек защищаемой поверхности можно обеспечить лишь с помощью сплошных щелей. Однако, в турбинных лопатках выполнимы только дискретные поперечные щели, и то - лишь на выходной кромке. В то же время дискретно расположенные отверстия не всегда обеспечивают достаточную равномерность тепловой завесы поперек защищаемой поверхности, неминуемо ухудшая теплонапряженное состояние охлаждаемой стенки.

Для снижения неравномерности тепловой завесы выполняют двух-трехрядные пояски перфорации или организуют так называемый "косой вдув". В последнем случае оси отверстий обычно располагают под углом около 45° к продольному направлению в плане. Но тогда уже на небольшом удалении от сечения вдува эффективность тепловой завесы существенно снижается.

Таким образом, задача организации равномерной тепловой завесы при пленочном охлаждении поверхности не может считаться решенной. Предлагаемый же в данной работе путь требует разработки методов расчета и конструирования таких систем.

Цель работы состоит в разработке рекомендаций по расчету и проектированию систем пленочного охлаждения стенок на основе тепловой завесы, создаваемой вдувом охлаждающего воздуха из сферической выемки.

Задачи исследования:

1. Провести сравнительные опыты по исследованию эффективности тепловой завесы вдувом воздуха через отверстия в гладкой пластине и в сферических выемках.

2. Выявить геометрические и режимные параметры, при которых вдув воздуха через сферические выемки обеспечивает более высокую равномерность тепловой завесы, чем вдув через отверстия в гладкой пластине.

3. Исследовать теплоотдачу в области тепловой завесы для выявленных эффективных режимов охлаждения стенки, когда вдув через вы-

емки является предпочтительным.

Научная новизна. Впервые исследована возможность организации тепловой завесы вдувом воздуха из сферической выемки. Установлены геометрические и режимные параметры, при которых вдув охлаждающего воздуха через отверстия в сферических выемках позволяет получить более равномерную тепловую завесу и более высокую ее эффективность, чем вдув через отверстия в гладкой пластине. Получены опытные данные по совместному и раздельному воздействию на теплоотдачу вдува и выемки.

Автор защищает: 1. Результаты опытного сравнительного исследования эффективности тепловой завесы, организованной вдувом охлаждающего воздуха из сферической выемки и через отверстия в гладкой пластине.

2 Результаты опытного исследования теплоотдачи в области тепловой завесы для эффективного режима охлаждения стенки, когда вдув через выемки является предпочтительным.

3 Рекомендации по расчету и проектированию конвективно-пленочных систем охлаждения стенок на основе тепловой завесы, создаваемой вдувом воздуха из сферической выемки.

Практическая ценность. Выработанные на основе опытного исследования рекомендации позволяют рассчитать и спроектировать системы охлаждения стенок (например, стенок выхлопных шахт газотурбинных установок) на основе тепловой завесы, создаваемой вдувом воздуха из сферической выемки. Работа выполнена в соответствии с Федеральной целевой программой "Интеграция" (проект №Б0020/2299).

Достоверность и обоснованность полученных результатов обеспечивается использованием общепринятых апробированных методов и методик теплофизического эксперимента; удовлетворительным согласованием данных, полученных в канонических условиях, с общеизвестными данными других авторов; использованием измерительной аппаратуры, отвечающей современным требованиям точности; расчетом погрешностей эксперимента.

Личный вклад автора. Соискатель участвовал в изготовлении и доводке экспериментальной установки. Он лично выполнил основную программу экспериментов, обработку опытных данных и анализ полученных результатов.

Апробация работы. Основные материалы диссертации доложены и получили одобрение на Всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е.Алемасова "Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении" (Казань, 2002 г, 2004 г), на XII, XIII и XIV Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология'" (Казань,

КФВАУ им Маршала М Н Чистякова, 2002 г, 2004 г), на научном семинаре "Интеграция", на научно-техническом семинаре кафедры Турбома-шин КГТУ им АН Туполева

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, списка использованной литературы Работа изложена на 105 страницах машинописного текста, содержит 45 рисунков, 5 таблиц Список использованной литературы включает 100 наименований

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ В первой главе приведен обзор научно-технической литературы по исследуемой тематике, проанализировано современное состояние рассматриваемой проблемы и сформулированы задачи исследования Констатируется , что в газотурбостроении (например в жаровых трубах камер сгорания и турбинных лопатках) используется конвективно-пленочное охлаждение стенок При таком способе охлаждения воздух выдувается на поверхность охлаждаемой детали, образуя защитную пленку, снижающую тепловой поток от газа к поверхности за счет теплоизолирующих свойств пленки Отмечается, что при разработке высокотемпературных стационарных ГТУ возникают проблемы в охлаждении не только собственно двигателя, но и обширных поверхностей выхлопных трактов, где организация тепловой завесы не менее актуальна из-за газовой коррозии стенок шахт, выполненных из низколегированных сталей

Рассмотрены основные схемы организации тепловой завесы Одной из проблем обеспечения высокой эффективности тепловой завесы является обеспечение ее равномерности Из известных схем пленочного охлаждения вдувом воздуха в турбинных лопатках и жаровых трубах камер сгорания используют схемы с "вдувом через щель" и "вдувом через перфорации" Причем, пленочное охлаждение поверхности вводится не только на входной и выходной кромках, но также на спинке и корытце

Если взять схему "вдув через перфорации", то при малом шаге отверстий в ряду прочность конструкции стенки снижается этими отверстиями Однако при увеличении поперечного шага отверстий сплошность тепловой завесы нарушается Для улучшения равномерности тепловой завесы в поперечном направлении вводится так называемый "косой вдув"

Альтернативой наклоненным в поперечном направлении отверстиям может стать вдув охлаждающего воздуха через отверстия в выемках

Из обзора литературы следует, что при обтекании сферической выемки с относительной глубиной h/d > O^ 0,2 в ней образуется крупномасштабная вихревая структура Это установлено Г И Кикнадзе, АП Козловым, С А Исаевым и др (рис 1,а) Эти крупномасштабные вихревые структуры имеют два дискретно - устойчивых состояния (рис 1 ,б)

а б

Рис 1 Схема отрывного обтекания сферической выемки а - меридиональное сечение, 6 - два дискретно - устойчивых состояния крупномасштабной вихревой структуры на виде сверху (Результаты визуализации А П Козлова др )

Рис 2 Схема экспериментальной установки 1 - предвключенный участок, 2 - опытный участок, 3 - координатник, 4,5 - заслонки, 6 - ротаметр, 7 - нагреватель, 8 - сосуд Дьюара, 9 - переключатель, 10 - потенциометр

За счет этого обеспечивается необходимое отклонение вдуваемого воздуха в меридиональном направлении. При этом можно ожидать, что ввиду значительной устойчивости крупномасштабных вихревых структур к внешним возмущениям эффективность тепловой завесы будет сравнительно высокой.

Возникающие при наличии сферических выемок ниши на обтекаемой поверхности дают невысокое гидравлическое сопротивление К тому же, относительная глубина выемок при необходимости может

быть уменьшена примерно в 2 раза. В этом случае отрывной характер обтекания выемок сохраняется, а гидравлическое сопротивление снижается примерно в 1,3... 1,5 раза по сравнению с полусферическими выемками

В данном исследовании необходимо выявить условия, при которых предназначенный для пленочного охлаждения воздух, вдуваемый в области образования вихревых структур, будет взаимодействовать с этими структурами, что будет содействовать повышению эффективности тепловой завесы и ее равномерности. Имеющаяся в литературе информация не дает ответа на этот вопрос.

В конце первой главы сформулированы задачи исследования.

Во второй главе дано описание экспериментального стенда, методики проведения экспериментов и обработки опытных данных, представлены условия проведения опытов, диапазон изменения варьируемых параметров; сделана оценка точности полученных результатов.

Эксперименты проводились на опытном участке прямоугольного поперечного сечения 112х145мм. (рис. 2) При исследовании эффективности тепловой завесы на нижней его стенке устанавливалась асбоцементная пластина длиной 412 мм, шириной 100мм и толщиной 15мм. Вдоль средней линии ее продольного сечения установлены 16 хромель-алюмелевых поверхностных термопар для регистрации значений Тпл*. Спаи термопар зачеканивались в поверхность исследуемой адиабатной пластины и спиливались заподлицо с обтекаемой поверхностью.

При исследовании теплоотдачи использовалась теплообменная пластина 100x100x15мм с заделанными по ее контуру в продольном меридиональном сечении 24-мя хромель-копелевыми термопарами.

Вверх по потоку от экспериментальной пластины располагался текстолитовый вкладыш с пояском перфораций. Схемы исследуемых участков представлены на рис. 3. Отверстия для вдува имели диаметр 5мм, а полусферические выемки - 30мм. Угол вдува воздуха в основной поток у изменялся заменой вкладыша и составлял 30°, 60° и 90°. Для сравнительного анализа полученных результатов отверстия для вдува воздуха в основной поток выполнялись однотипно как в сферической выемке, так и в исходно гладком вкладыше. При этом сечение вдува располагалось на одном и том же продольном расстоянии от измерительной адиабатной и теплообменной пластин.

Рис 3 Схема измерения температуры адиабатной стенки при пленочном охлаждении Тпл и температуры стенки Тст на теплообменной поверхности а - при вдуве из сферических выемок, б - при вдуве из отверстий на гладкой пластине

Возможность регистрации распределения температуры адиабатной стенки поперек измерительной пластины обеспечивалась путем перемещения в поперечном направлении вкладыша с пояском перфораций.

Число Рейнольдса, определенное по длине экспериментальной пластины и скорости основного потока, изменялось в диапазоне (1,1...6,5)10®. Параметр вдува ш = (р\*')вт/(р«')осн принимал значения: 0,25; 0,35; 0,5 и 0,7, которые охватывали диапазон оптимальных параметров вдува для реальных условий функционирования тепловой завесы. Относительное расстояние от сечения вдува изменялось в диапазоне х/ёотв = 5... 85; поперечное расстояние - в диапазоне = 0... 3.

Опыты проводились в условиях обратного теплового потока: температура основного потока Тг* составляла 300 К, а вдуваемого воздуха -около 500 К. Вторичный воздух нагревался газовым подогревателем, а теплообменная пластина - электронагревателем. Степень турбулентности потока на входе в опытный участок составляла Ти = (3...4)%. Плотность теплового потока определялась градиентным методом в двухмерной постановке с использованием стандартной программы.

В третьей главе приведены сравнительные результаты тестовых и программных экспериментов по исследованию эффективности тепловой завесы, организованной вдувом воздуха через отверстия в гладкой пластине и через отверстия в сферических выемках.

Тестовые эксперименты по эффективности тепловой завесы состояли в сопоставлении опытных данных, полученных при вдуве воздуха через ряд отверстий с данными, рассчитанными по методике В.М. Репу-хова. По теплоотдаче полученные опытные данные для основного участка смешения сопоставлялись с уравнением подобия для пластины с турбулентным пограничным слоем.

Тестовые опыты по эффективности тепловой завесы и теплоотдаче показали, что экспериментальная установка позволяет получить достоверные результаты.

В третьей главе проанализированы выполненные экспериментальные исследования распределения эффективности пленочного охлаждения

Анализ экспериментальных данных показал, что как угол вдува, так и параметр вдува влияют на эффективность пленочного охлаждения поверхности за рядом отверстий, выполненных в выемках. Причем не всегда характер их влияния совпадает с закономерностями, имеющими место при традиционном пленочном охлаждении поверхности через ряд перфораций.

В результате проведенных экспериментальных исследований выявлено, что при у = 30° и 60° во всем исследованном диапазоне изменения параметра вдува т поперечная (поперек защищаемой поверхности) равномерность тепловой завесы выше при использовании выемок, нежели

при вдуве через отверстия без выемок. При у = 90° оба варианта организации тепловой завесы примерно равноценны.

Было установлено далее, что численное значение эффективности тепловой завесы, организуемой с помощью выемок, выше, чем при вдуве без выемок, только при параметре вдува т = 0,5. При других исследованных значениях параметра вдува такого преимущества варианта со сферическими выемками нет. Выявленный факт имеет место только при - 30° и 60°. При нормальном вдуве (у = 90°) оба варианта завесы по тепловой эффективности идентичны, (рис. 4).

Как видно из этого рисунка, при угле вдува у = 60° преимущества вдува через выемки наиболее ощутимы: в этом случае при х/ё = 15...40 имеет место некоторая "площадка", на которой это преимущество имеет место. При у = 30° такое преимущество по длине защищаемой поверхности невелико. Так, оно максимально в узком диапазоне, лишь при х/ё = = 10... 15, а при дальнейшем увеличении значения х/ё значение Т|го1 сф/Лго ют уменьшается примерно по линейному закону, и при х/ё = 20 уже не превышает 1,2.

То, что более высокое значение по сравнению с на-

блюдается только при т = 0,5, объясняется следующим образом. Известно, что максимальная эффективность тепловой завесы при вдуве воздуха на защищаемую поверхность через поперечный ряд отверстий наблюдается при параметре вдува т = 0,5...0,8. Скорости вдуваемого потока и возвратного течения в выемке примерно равны. Визуализационные эксперименты показали, что только в этом случае происходит слияние вихревой структуры и струи вдуваемого воздуха с образованием единого газодинамического тела, подчиняющегося закономерностям самоорганизующейся в выемке вихревой структуры.

Более детальный анализ влияния угла вдува на значение Лпл с<|/Лплога проводился лишь при параметре вдува т = 0,5, который дал положительный эффект при использовании выемок.

Как указывалось выше, при = 30° и 60° равномерность распределения поперек защищаемой поверхности более высокая в случае вдува воздуха в поток из выемок, нежели без них. При у = 90° различий не обнаружено.

Это хорошо видно из рис. 5, где указанная тенденция продемонстрирована для и/й = 20, т = 0,5, у = 60°. Если при г/й = 0 значение Лплс^Цпист составляет 1,2... 1,4, то при 2/ё = 3 оно уже увеличивается до 1,5... 1,6. Значит, при вдуве через выемки наибольший выигрыш по сравнению с вдувом без выемок наблюдается как раз между отверстиями, где организованная традиционным образом тепловая завеса себя исчерпывает. Особенно наглядно это демонстрирует рис.6.

Таким образом, при т = 0,5 наибольший положительный эффект от использования сферических выемок имеет место при = 60°. Несколь-

Рис.4. Распределение относительной эффективности пленочного охлаждения Чш.сф /т)ш.о по длине защищаемой поверхности О-гЛ^^О-гМм»® 0-гЛ1«ц = 3

Рис. 5. Распределение относительной эффективности пленочного охлаждения т),М|.ф /т|,|Л.„ по ширине защищаемой поверхности: О- ~ '6,3; Д- х/^щ - 24,3; О - "/¿от = 36,3

Рис.6. Сопоставление распределения эффективности тепловой завесы по равномерности а - вдув воздуха через отверстия

в выемках, 6 - вдув воздуха через отверстия в пластине, 7=60

ко более низкие значения Лпахф/тЬпон наблюдаются при у = 30°. Выполненные визуализационные эксперименты и данные других исследований показывают, что осредненный угол наклона оси крупномасштабной вихревой структуры к плоскости исходно гладкой поверхности составляет примерно 50°.

Поэтому при вдуве воздуха из выемки под углом у = 60° крупномасштабная вихревая структура и струя вдуваемого воздуха практически параллельны.

Таким образом, при использовании выемок для организации тепловой завесы рекомендуется параметр вдува Ш = 0,5, угол вдува у = 60° и продольный шаг рядов отверстий с выемками около х/(1 =ТХ = 40.

В четвертой главе описываются результаты визуализационных экспериментов Кроме этого, приведены результаты опытного исследования теплоотдачи на поверхности за поперечно расположенным рядом отверстий, выполненных в сферических выемках для выявленного эффективного режима охлаждения (параметр вдува га = 0,5 и угол вдува у = =60°)

Результаты дымовой визуализации вдува воздуха из отверстий в пластине с основным потоком показали, что ширина тепловой завесы за отверстием составляет примерно 3 диаметра отверстия для вдува

Такие же опыты, проведенные при вдуве воздуха через отверстия в выемках, показали возможность создания сплошной тепловой завесы за выемкой. Было получено, что для варианта у = 60° ширина тепловой завесы практически равна ширине выемки. Кроме этого, визуализационные исследования показали, что только при угле вдува = 60° крупномасштабная вихревая структура образует с вдуваемым воздухом единое газодинамическое тело, обеспечивая присоединение тепловой завесы к защищаемой поверхности по закономерностям этой вихревой структуры. При и 90° имело место рассогласование траекторий вихревой структуры и вдуваемого воздуха.

При исследовании теплоотдачи было получено, что сразу за выемкой, когда относительное расстояние от сечения вдува х/ё =6... 7, увеличение теплоотдачи при вдуве через нее охлаждающего воздуха, по сравнению со стандартными условиями обтекания гладкой непроницаемой пластины., характеризуется значением относительного числа Нуссельта N11x1111 сфЛ^Чхо = 1,5... 1,9 (рис.7). Вниз по потоку это значение уменьшается и при х/ё = 22 оно приближается к единице: N4*щсф/Ки*о = 1,0... 1,3.

Сравнительными экспериментами было установлено, что при вду-ве воздуха через выемки на защищаемую поверхность увеличение теплоотдачи происходит, как за счет крупномасштабной вихревой структуры, так и за счет вдува. Так, вклад выемки в увеличение теплоотдачи по сравнению с плоской пластиной примерно постоянен по длине теплооб-менной пластины и составляет около 20%. Последнее не противоречит

Мих пл.сф.

N11,

'х О

1.5

0,5

а ° о И г о ° л < А

О д О □ о А

10

15

20 х/с!в

Рис. 7. Теплоотдача в области тепловой завесы за выемкой: О- г/с-О, □ -г/йот = I Д- г/<Ъ„ = 2; О - г/<1ог. = 3

результатам опытов В.И. Терехова, А.В Щукина, А.П. Козлова и др., где исследовалась теплоотдача за полусферической выемкой без вдува

Для выявленных эффективных условий пленочного охлаждения в четвертой главе диссертации были сформулированы и представлены рекомендации по расчету теплоотдачи и эффективности тепловой завесы при вдуве воздуха из полусферических выемок.

Эти рекомендации базируются на подходе В.М.Репухова по расчету эффективности пленочного охлаждения и на уравнениях подобия для теплоотдачи в стандартных условиях Полученные аппроксимационные формулы для п=0,5; у = 60° и х/й =15 . .40 приведены ниже.

Поправка к расчетным формулам для эффективности тепловой завесы.

- при М = 0, "ПилсфЧ^ 0,556 + 5,34'10"2(х/с1)+ 9-104(х/ф2

- при т/й = 1, Лт Сф/Т|пл 0= 0,644 + 5,44 10"2(х/ф+ 1,02-10"3(х/сГ)2

- при г1й = 2, Лплсф/-Пгоо= 0,721 + 5,53-10-2(х/У)+ 9,79-10^(х/с1)2

- при т/А = 3, т]плсф/Лшо= 0,713 + 7,2-10'2(х/с1)+ 1,34-Ю^х/ф2

Поправка к уравнению подобия для теплоотдачи (не зависит от ^Мича,сф/Ыихо= 1,87 + 1,9110"2(х/с1)+4,9710"4(х/с1)2

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1 Установлено, что вдув охлаждающего воздуха через отверстия в сферических выемках позволяет при определенных режимных и геометрических параметрах получить более равномерную тепловую завесу и более высокую эффективность охлаждения, нежели при вдуве через отверстия в гладкой стенке.

2. Визуализацией течений выявлено, что вдуваемый воздух подчиняется в этом случае закономерностям функционирования крупномасштабных вихревых структур, обеспечивая равномерную завесу на ширине, примерно равной диаметру выемки

3 Получено, что при угле вдува = 60° и при параметре вдува =0,5 преимущества вдува через отверстия в выемках по эффективности охлаждения наиболее значительны; так при х/й=15...40 это преимущество составляет около 40% по сравнению с вдувом через отверстия в гладкой пластине.

4. Установлено, что характер распределения коэффициента теплоотдачи в области тепловой завесы за выемкой количественно примерно соответствует суммарному эффекту воздействия на теплоотдачу вдува и выемки.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

х/с1 - относительная продольная координата, г/А - относительная поперечная координата, - угол вдува, - параметр вдува, - число

Нуссельта, Т] - эффективность пленочного охлаждения, а - местный коэффициент теплоотдачи

Индексы 0- при обтекании плоской поверхности, пл сф - при вду-ве через отверстия в сферических выемках, пл о - при вдуве через отверстия в гладкой пластине

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНО В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 Щукин А В, Буланов ИЮ, Ильинков А В, Агачев Р С Тепловая завеса посредством крупномасштабной вихреврй структуры // Материалы докладов XIV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции Часть I "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" Казань Казанский филиал военного артиллерийского университета, 2002 С 77-78

2 Щукин А В, Буланов И Ю, Ильинков А В, Агачев PC О повышении равномерности тепловой завесы при дискретном вдуве //Всероссийская школа-семинар молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В Е Алемасова "Проблемы тепломассобмена и гидродинамики в энергомашиностроении", Казань, 2002 С 14-16

3 И Ю Буланов Сканирующая вихревая структура как тепловая завеса // Научная конференция Юбилейные X всероссийские (с международным участием) туполевские чтения студентов Том I Тезисы докладов "Проблемы теплофизики в энергосистемах, конструкция и рабочие процессы в тепловых двигателях и энергетических установках" Казань КГТУ 2002 с 62

4 Буланов И Ю, Щукин А В, Ильинков А В, Козлов А П, Агачев Р С, Халатов А А Влияние угла вдува на эффективность тепловой завесы за полусферической выемкой /' Сб материалов на XV Всероссийской межвузовской научно-технической конференции Часть II "Электромеханические и внутрикамерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" Казань Михайловский военный артиллерийский университет, 2003 С 30-31

5 Щукин А В, Буланов ИЮ, Ильинков А В, Агачев Р С Об оптимальных режимах тепловой завесы, создаваемой вдувом воздуха из выемки // Сб материалов на XVI Всероссийской межвузовской научно-технической конференции Часть II "Электромеханические и внутрика-мерные процессы в энергетических установках, струйная акустика и диагностика, приборы и методы контроля природной среды, веществ, материалов и изделий" Казань Михайловский военный артиллерийский университет, 2004 С 33-34

6 Буланов ИЮ, Ильинков А В, Щукин А В Выбор оптимальных параметров вдува для тепловой завесы, организуемой сканирующей вих-

ревой структурой. // Труды IV Школы-семинара молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е.Алемасова. "Проблемы тепломассобмена и гидродинамики в энергомашиностроении", Казань, 2004.С. 281-284.

7. А.В. Щукин, И.Ю. Буланов, А.В. Илъинков, АЛ. Козлов, А.А. Халатов. "Особенности тепловой завесы вдувом воздуха из сферической выемки" //Казань, Известия ВУЗов "Авиационная техника", №4, 2004 С. 28-30.

Формат 60x84 1/16 Бумага офсетная Печать офсетная Печ.л 1,0 Усл печ л 0,93 Усл кр-отт 0,93 Уч-изд.л 1,0 Тираж 100 Заказ

Типография Издательства Казанского государственного

технического университета 420111, Казань, К Маркса, 10

r 219

n Л • ~ Л " л г

11 i I. J

ОГЛАВЛЕНИЕ.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Конвективно-пленочное охлаждение поверхности.

1.1.1. Основные области использования конвективно-пленочного охлаждения.

1.1.2. Основные характеристики систем с пленочным охлаждением.

1.1.3. Эффективность тепловой завесы и теплоотдача при пленочном охлаждении поверхности.

1.2. Гидродинамика и теплообмен при обтекании поверхности сферическими выемками.

1.2.1. Структура потока в сферических выемках.

1.2.2. Гидравлическое сопротивление в выемке.

1.2.3. Гидродинамика и теплообмен за сферической выемкой.

1.3. Постановка задачи исследования.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ НА ОСНОВЕ КРУПНОМАСШТАБНОЙ ВИХРЕВОЙ СТРУКТУРЫ.

2.1. Описание опытного стенда.

2.2. Обьекты исследования.

2.3. Методика и программа проведения опытов.

2.4. Методика обработки опытных данных.

2.5. Оценка точности результатов экспериментов.

ГЛАВА 3. ЭФФЕКТИВНОСТЬ ТЕПЛОВОЙ ЗАВЕСЫ.

3.1. Тестовые эксперименты.

3.2. Результаты исследования вдува через поясок перфораций.

3.3. Результаты исследования вдува через отверстия в выемках

3.4. Сравнительный анализ результатов.

ГЛАВА 4. СТРУКТУРА ПОТОКА И ТЕПЛООТДАЧА.

4.1. Результаты визуализации течений.

4.2. Теплоотдача.

4.3. Методика расчета теплоотдачи и эффективности тепловой завесы вдувом воздуха из полусферической выемки при оптимальных параметрах (ш = 0,5; у =60°).

Развитие авиационной и ракетно-космической техники характеризуется непрерывным ростом теплонапряженности летательных аппаратов и их двигателей. С повышением температуры газа перед турбиной, улучшаются удельные параметры ГТД. Требуется интенсивное охлаждение жаровых труб камер сгорания, лопаток турбины и других горячих деталей и узлов. В стационарных ГТУ необходимо также охлаждать обширные поверхности выхлопных трактов.

По данным, которые существуют на сегодняшний день, широко применяемое для охлаждения лопаток турбины конвективное охлаждение исчерпывает себя при Тг = 1500 -г 1550 К. Дальнейшее повышение температуры газа требует введения пленочного охлаждения. Этот вид охлаждения рассматривается в настоящее время как один из перспективных способов охлаждения для высокотемпературных турбин.

При таком способе охлаждения охлаждающий воздух выдувается на поверхность охлаждаемого элемента, образуя защитную плёнку, снижающую тепловой отток от газа к поверхности за счет теплоизолирующих свойств пленки.

Из известных схем пленочного охлаждения вдувом воздуха в турбинных лопатках и жаровых трубах камер сгорания используют схемы со "вдувом через щель" и "вдувом через перфорации"; Причем пленочное охлаждение поверхности вводится не только на входной и выходной кромках, но также на спинке и корытце.

Если взять схему: "вдув через перфорации", то при малом шаге отверстий в ряду конструкция стенки становится значительно менее прочной. Но при увеличении поперечного шага отверстий тепловая завеса становится не сплошной. Для улучшения равномерности тепловой завесы в поперечном направлении вводится так называемый "косой вдув".

Альтернативой наклоненным в поперечном направлении отверстиям может стать вдув охлаждающего воздуха через отверстия в выемках.

Такой способ организации газовой завесы может позволить сгладить неравномерность распределения эффективности пленочного охлаждения поперек защищаемой поверхности.

В данной диссертации изучается возможность организации газовой завесы на основе использования в сферических выемках крупномасштабных вихревых структур, имеющих два дискретно-устойчивых состояния. Подаваемый в область образования этих вихревых структур охлаждающий воздух будет выноситься на поверхность, расположенную за выемкой, и образовывать тепловую завесу.

Судя по литературным данным, сферические выемки незначительно увеличивают гидравлическое сопротивление обтекаемой поверхности.

Полученные в настоящей диссертации положительные результаты по увеличению сплошности (равномерности) тепловой завесы могут найти практическое применение при тепловой защите стенок выхлопных шахт стационарных газотурбинных установок.

Цель работы состоит в разработке рекомендаций по расчету и проектированию систем пленочного охлаждения стенок на основе тепловой завесы, создаваемой вдувом охлаждающего воздуха из сферической выемки.

Задачи исследования:

1.Провести сравнительные опыты по исследованию эффективности тепловой завесы вдувом воздуха через отверстия в гладкой пластине и в сферических выемках.

2. Выявить геометрические и режимные параметры, при которых вдув воздуха через сферические выемки обеспечивает более высокую равномерность тепловой завесы, чем вдув через отверстия в гладкой пластине.

3. Исследовать теплоотдачу в области тепловой завесы для выявленных эффективных режимов охлаждения стенки, когда вдув через выемки является предпочтительным.

На основе выполненных исследований получены следующие основные научные результаты:

1. Установлено, что вдув охлаждающего воздуха через отверстия в сферических выемках позволяет при определенных режимных и геометрических параметрах получить более равномерную тепловую завесу и более высокую эффективность охлаждения, нежели при вдуве через отверстия в гладкой стенке.

2. Визуализацией течений выявлено, что вдуваемый воздух подчиняется в этом случае закономерностям функционирования крупномасштабных вихревых структур, обеспечивая равномерную завесу на ширине, примерно равной диаметру выемки.

3. Получено, что при угле вдува у = 60° и при параметре вдува т=0,5 преимущества вдува через отверстия в выемках по эффективности охлаждения наиболее значительны; так при x/d=15.40 это преимущество составляет 40% по сравнению с вдувом через отверстия в гладкой пластине.

4. Установлено, что характер распределения коэффициента теплоотдачи в области тепловой завесы за выемкой количественно примерно соответствует суммарному эффекту воздействия на теплоотдачу вдува и выемки.

Диссертация выполнена на кафедре турбомашин Казанского государственного технологического университета им. А.Н.Туполева (КАИ) в период с 2002 г. по 2005 г. под научным руководством доктора технических наук, профессора Щукина Андрея Викторовича.

Основные материалы диссертации доложены и получили одобрение на Всероссийской школе-семинаре молодых ученых и специалистов под руководством академика РАН В.Е.Алемасова "Проблемы тепломассообмена и гидродинамики в энергомашиностроении" (Казань, 2002 г, 2004 г), на XII, XIII и XIV Всероссийских межвузовских научно-технических конференциях "Внутрикамерные процессы в энергетических установках, акустика, диагностика, экология" (Казань, КФВАУ им. Маршала М.Н.Чистякова, 2002 г, 2004 г), на научном семинаре "Интеграция", на научно-техническом семинаре кафедры Турбомашин КГТУ им. А.Н.Туполева.

По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю, д.т.н., профессору Андрею Викторовичу Щукину за постоянную помощь и консультации при выполнении данной работы.

Автор считает своим долгом выразить свою искреннюю признательность к.т.н., доценту каф. турбомашин А.В. Ильинкову за научные консультации и техническую помощь при проведении настоящих исследований.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Установлено, что вдув охлаждающего воздуха через отверстия в сферических выемках позволяет при определенных режимных и геометрических параметрах получить более равномерную тепловую завесу и более высокую эффективность охлаждения, нежели при вдуве через отверстия в гладкой стенке.

2. Визуализацией течений выявлено, что вдуваемый воздух подчиняется в этом случае закономерностям функционирования крупномасштабных вихревых структур, обеспечивая равномерную завесу на ширине, примерно равной диаметру выемки.

3. Получено, что при угле вдува у = 60° и при параметре вдува m = =0,5 преимущества вдува через отверстия в выемках по эффективности охлаждения наиболее значительны, так при x/d=15.40 это преимущество составляет 40% по сравнению с вдувом через отверстия в гладкой пластине.

4. Установлено, что характер распределения коэффициента теплоотдачи в области тепловой завесы за выемкой количественно примерно соответствует суммарному эффекту воздействия на теплоотдачу вдува и выемки.

1. Федоров И.Г., Щукин В.К., Мухачев ГА., Идиатуллин Н.С. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление щелевых каналов со сферическими выштамповками // Изв.Вузов.Авиационная техника. 1961.N4. с. 120127.

2. Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К., Подымако Н.Ф., и др. Самоорганизация вихревых структур при обтекании водой полусферической лунки // Докл. АН СССР. 1986. - Т.291, N6. - с.1315-1318

3. Кикнадзе Г.И., Олейников В.Г. Самоорганизация смерчеобраз-ных вихревых структур в потоках газов и жидкостей и интенсификация тепло и массообмена // Препринт N227, ин-т теплофизики СО АН СССР. -1990 -45с.

4. Нагога Г.П. Эффективные способы охлаждения лопаток высокотемпературных газовых турбин // Учебное пособие. М.: Изд. МАИ. -1996. -100 с.

5. Леонтьев А.И. Современные проблемы теплопередачи // Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1993.N1.C.54-59.

6. Афанасьев В.Н., Чудновский Я.П. Теплообмен и трение при безотрывном обтекании сферических углублений турбулентным потоком воздуха// Вестник МГТУ, Сер., Машиностроение. -1991. N4. - с. 15-25.

7. Кесарев B.C., Козлов А.П. Структура течения и теплообмен при обтекании полусферического углубления турбулизированным потоком воздуха//Вестник МГТУ. Сер. Машиностроение. 1993. N1. с.106-115.

8. Снидекер, Дональдсон. Исследование течения с двумя устойчивыми состояниями // РТК. 1966. - N4 - с.227-228.

9. Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. Эволюция смерчеобразных течений вязкой жидкости // Докл. АН СССР. 1986. - т.290, N6. С.1315-1318.

10. Громов П.Р., Зобнин А.Б., Рабинович М.И., Сущик М.М. Рождение уединенных вихрей при обтекании сферических углублений // Письма в ЖЭТФ 1986. Т.12 , N21. - с.1323-1328.

11. Волчков Э.П., Калинина С.В., Матрохин И.П. и др. Некоторые результаты экспериментального исследования аэродинамики и теплообмена на поверхности с полусферическими кавернами // Сибир. Физ.-техн. журнал. Вып.5. 1992. С.3-9.

12. Гачечиладзе И.А., Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. и др. Теплообмен при самоорганизации смерчеобразных структур // Минский международный форум. Проблемные доклады, секция 1-2. 1988. - с.83-125.

13. Громов П.Р., Зобнин А.Б., Рабинович М.И., Сущик М.М. Рождение уединенных вихрей при обтекании сферических углублений // Письма в ЖЭТФ. 1986. Т. 12, №21. С. 138- 139.

14. Александров А.А., Горелов Г.М., Данильченко В.П., Резник В.Е. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при обтекании поверхностей с развитой шероховатостью в виде сферических углублений // Пром. теплотехника. 1989. - т.11. - N6. - 57-61.

15. Амирханов Р.Д. Теплообмен и гидродинамика в щелевых каналах с поверхностными интенсификаторами // Автореферат диссертации на соискание уч. степ. канд. наук. Казань: КГТУ. 1996. - 16.

16. Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. и др. Экспериментальное исследование тепловых и гидравлических характеристик теп-лообменных поверхностей, формованных сферическими лунка-ми//Теплофизика высоких температур. -1991. -t.29.-N6 с.1142-1147.

17. Беленький М.Я., Готовский М.А., Леках Б.М. и др. Интенсификация теплообмена при использовании поверхностей, формованных сферическими лунками // Тепломассообмен ММФ - 92: Тез. докл. - Минск: ИТМО АНБ, 1992. - т. 1, часть. 1. - с.90-92.

18. Гортышов Ю.Ф., Амирханов Р.Д. Теплообмен и трение в каналах со сферическими углублениями // Межвуз. сб. Рабочие процессы в охлаждаемых турбомашинах и энергетических установках. Казань: КГТУ. 1995. -с.87-90.

19. Гортышов Ю.Ф., Олимпиев В.В., Амирханов Р.Д. Расчетное и опытное моделирование теплообмена и сопротивление в каналах со сферическими выемками на стенках// Тезисы доклада на Минском международном форуме. Минск.-1996. с. 137-141.

20. Нагога Г.П., Ануров Ю.М. Результаты модельных и натурных исследований интенсификации " смерчевым " способом // Тезисы докл. 2 Республ. конф. " Совершенствование теории и техники тепловой защиты энергетических устройств." Киев. 1990. - с.25-26.

21. Нагога Г.П., Рукин М.В., Ануров Ю.М. Гидравлическое сопротивление в плоских каналах со сферическими углублениями // межвуз. сб. охлаждаемые газовые турбины двигателей летательных аппаратов. Казань: КАИ. 1990. с.40-44.

22. Почуев В.П., Луценко Ю.Н., Мухин А.А. Теплообмен в охлаждаемых лопатках высокотемпературных газовых турбин // Труды Первой Российской национальной конференции по теплообмену. 1994. - т.8.-с. 178- 183.

23. Туркин А.В., Сорокин А.Г., Брагина О.Н. и др. Интенсификация теплообмена при помощи лунок в плоском канале при низких скоростях движения воздуха // Тепломассообмен ММФ - 92.- Минский международный форум, 1992, т. 1.- часть 1. - с. 18-21.

24. Kiknadze G.I., Gachechiladze I. A., Oleinikov V. G. Streamlined Surface // Международная заявка PCT/RU92/00106; номер международной публикации: WO 93/20355; дата международной публикации 14.10.93; Россия, 9 с. '

25. Козлов А.П., Щукин А.В., Агачев Р.С. Гидродинамические эффекты от сферических углублений на поверхности поперечно обтекаемого цилиндра // Изв. вузов. Авиационная техника. N2. - 1994. - с.27-34.

26. Терехов В.И., Калинина С.В., Мшвидобадзе Ю.М. Конвективный теплообмен на поверхности за каверной сферической формы.// Теплофизика и аэромеханика, том 1, №1, 1994.

27. Гачечиладзе И.А., Кикнадзе Г.И. и другие. Теплообмен при самоорганизации смерчеобразных структур.// Теплообмен ММФ. Проблемные доклады, секция 1, 2. 1988.

28. Езерский А.Б., Шехов В.Г. Визуализация потока тепла при обтекании уединенных сферических углублений.// Механика жидкости и газа, №6, 1989.

29. Репухов В.М. Тепловая защита стенки вдувом газа. // "Наук, думка", 1977. 252 с.

30. Терехов В.И., Калинина С.В., Мшвидобадзе Ю.М. Экспериментальное исследование развития течения в канале с полусферической каверной. // Сибирский физико-технический журнал, вып. 1,1992.

31. Бодунов М.Н., Лиманский А.С., Щукин А.В. Охлаждаемые лопатки газовых турбин.// Учебное пособие, Казань, 1991.

32. Кикнадзе Г.И., Олейников В.Г. Самоорганизация смерчеобразных вихревых структур в потоках газов и жидкостей и интенсификация тепло- и массообмена.// Новосибирск, 1990.

33. Локай В. И., Бодунов М.Н., Жуйков В.В., Щукин А.В. Теплопередача в охлаждаемых деталях. // Машиностроение, 1993.

34. Щукин А.В., Козлов А.П. и другие. Конвективный теплообмен за полусферической выемкой в диффузорном канале.// Теория авиационных и ракетных двигателей, 1994.

35. Кикнадзе Г.И., Краснов Ю.К. и другие. Самоорганизация вихревых структур при обтекании водой полусферической лунки.// Докл. АН СССР, 1986.

36. Волчков Э.П. Пристенные газовые завесы. // Новосибирск. Наука, 1983.

37. Богомолов Е. Н. Об эффективности и теплопередаче газовой завесы за перфорированным участком при вдуве в турбулентный пограничный слой. // Изв. Вузов. Энергетика, 1980, №8, с. 109 -115.

38. Михеев М.А., Михеева И.М. Основы теплопередачи для местной теплоотдачи на непроницаемой пластине при турбулентном пограничном слое.

39. Дыбан Е.П., Мазур А.И. Конвективный теплообмен при струйном обтекании тел. // Киев: Наукова умка,1982. 387с.

40. Федяевский К.К., Гиневский А.С., Колесников А.В. Расчет турбулентного пограничного слоя несжимаемой жидкости.// Судостроение, 1973.

41. Щукин А.В., Козлов А.П., Агачев Р.С., Чудновский Я.П. Интенсификация теплообмена сферическими выемками при воздействии возмущающих факторов / Под ред. акад. В.Е.Апемасова. Казань: Изд-во Казан, гос. техн. ун-та, 2003. 143с.

42. Александров А.А., Горелов Г.М., Данильченко В.П., Резник В.Е. Теплоотдача и гидравлическое сопротивление при обтекании поверхностей с развитой шероховатостью в виде сферических углублений // Пром. Теплотехника. 1989. Т.11,№6. С.57-61.

43. Алемасов В.Е. Глебов Г.А., Козлов А.П. Термоанемометриче-ские методы исследования отрывных течений / КНЦ АН СССР. Казань, 1990. 178 с.

44. Веселкин В.Ю. Исследование механизма интенсификации теплообмена на профилированных сферическими углублениями поверхностях. Дис. канд. техн. наук. М., 1992. 199 с.

45. Чудновский Я.П. Интенсификация теплообмена генерацией вихрей. Дис. канд. техн. наук. М., 1990. 170 с.

46. Кутателадзе С.С., Волчков Э.П., Терехов В.И. Аэродинамика и тепломассообмен в ограниченных вихревых потоках. СО АН СССР. Новосибирск. 1987. - 282 с.

47. Кикнадзе Г.И. Запустите смерч в теплообменник // "Энергия" -N6. -1991. с.29-31.

48. Кикнадзе Г.И., Крючков ИИ, Чушкин Ю.В. Кризис теплоотдачи при самоорганизации смерчеобразных вихревых структур в потоке теплоносителя // Препринт ИАЭ N4841/3, ЦНИИ атоминформ. 1989. 29 с.

49. Теория и техника теплофизического эксперимента: Учеб. пособие для вузов / Ю.Ф. Гортышов, Ф.Н. Дресвянников, Н.С. Идиатуллин и др. М.: Энергоатомиздат. - 1985. - 360с.

50. Агачев Р.С., С.Г.Дезидерьев, Талантов В.А., Щукин А.В., Буланов О.Ю., Гидродинамика и теплопередача в плоском щелевом канале с цилиндрическими выемками и выступами // Межвузовский сборник КГТУ. Казань. 1995. С.8-11.

51. Петунин А.Н. Методы и техника измерений параметров газового потока. М.: Машиностроение - 1972. - 479 с.

52. Алемасов В.Е., Глебов Г.А. Козлов А.П., Щелков А.Н. Турбулентные струйные течения в каналах / Кф АН СССР. Казань, 1988. 172 с.

53. Арсеньев Л.В., Везломцев С.К., Носов В.В. Интенсификация процесса теплоотдачи в щелевых каналах с генераторами вихрей в системах кондиционирования воздуха // Охрана труда и окружающей среды: Сб. научн. тр. /НКИ. Николаев, 1988. С. 14 20.

54. Федяевский К.К., Гиневский А.С., Колесников А.В. Расчет турбулентного слоя несжимаемой жидкости. // "Судостроение", 1973.

55. Афанасьев В.Н., Чудновский Я.П. Самогенерация вихрей как метод интенсификации теплообмена // Тепломассобмен ММФ: Минский международный форум. Минск. 1988. 4.1. - С. 8 - 9.

56. Бузник В.М. Интенсификация теплообмена в судовых установках. Д.: Судостроение, 1969. 363 с.

57. Груздев В.Н., Емалетдинов Р.Ю. Течение неравномерного по скорости потока на начальном участке смешения в диффузорном канале. // Авиационная техника. 1989. №3. С. 31 34. (Изв. высш. учеб. заведений).

58. Дилевская Е.В., Чудновский Я.П. Михайлов С.Н. Интенсификация теплообмена на поверхностях охладителей силовых полупроводниковых приборов. // Труды Первой Рос., нац. конф. по теплообмену. 1994. Т.8. С. 70-75.

59. Дрейцер Г.А. Критический анализ современных достижений в области интенсификации теплообмена в каналах. // Труды Второй Рос. науч. конф. по теплообмену. Т.6: Интенсификация теплообмена / МЭИ. М., 1998. С.91 -98.

60. Закрученные потоки: Пер. англ. / А. Гунта, Д. Лилли, Н. Сайред. М.: Мир, 1987.588 с.

61. Волчков Э.П., Кутателадзе С.С., Леонтьев А.И. О влиянии сжимаемости и неизотермичности газа на эффективность заградительного охлаждения при турбулентном пограничном слое. // ПМТФ, №4, 1966

62. Гольдстейн, Эккерт, Рамсей. Пленочное охлаждение с вдувом через отверстия: случай адиабатической температуры стенки вниз по течению от круглого отверстия. // "Энергетические машины и установки", 1968.

63. Кикнадзе Г.И. Запустите смерч в теплообменник. // Энергия. 1991. №6. С. 29-31.

64. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. 2-е изд., перераб. И доп. М.: Машиностроение, 1980. 240 с.

65. Туркин А.В., Сорокин А.Г., Брагина О.Н. и др. Интенсификация теплообмена при помощи лунок в плоском канале при низких скоростях движения воздуха. // Тепломассобмен ММФ - 92: Минский международный форум. Минск, 1992. Т.1, ч.1. С. 18-21.

66. Халатов А.А., Авраменко А.А., Шевчук И.В. Теплообмен и гидродинамика около криволинейных поверхностей. Киев: Наукова думка, 1992. 136 с.

67. Щукин В.К., Ковальногов Н.Н., Воронин В.И. и др. Турбулентная структура, теплоотдача и трение внутренних осесимметричных потоков с большими отрицательными продольными градиентами давления. // Тепломассобмен VII. Минск, 1984. Т.1, ч. 1.1. С. 175 - 179.

68. Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.А. Интенсификация теплообмена в каналах. М.: Машиностроение, 1990, 208 с.

69. Афанасьев В., Веселкин В.Ю., Скибин А.П., Чудновский Я.П. Экспериментальное исследование течения в одиночных выемках на исходно гладкой поверхности теплообмена // Тепломассобмен ММФ - 92: Тез. докл. / ИТМО АНБ. Минск, 1992. .1, ч.1. С. 81 - 85.

70. Поляев В.М., Лягушин Е.Е., Баскаков Е.М. Особенности течения и теплообмен в завесной зоне за пористым участком вдува. В кн.: Пристенное турбулентное течение. // Ч. 2/Под ред. С.С. Кутателадзе. Новосибирск, 1975, с. 96- 110.

71. Комаров В.П., Леонтьев А.И. Заградительное охлаждение на пластине под углом атаки. В кн.: Вопросы теплопередачи. // М.: изд. Московского лесотехнического ининститута, 1976, с. 41 50.

72. Волчков Э.П., Козьменко В.К., Лебедев В.П. Экспериментальное исследование эффективности газовой завесы в сверхзвуковом осесиммет-ричном сопле. // Изв. СО АН СССР, 1977, №8. Сер. техн. наук, вып. 2, с. 40-46.

73. Волчков Э.П., Спотарь С.Ю, Терехов В.И. Турбулентный тепло-массобмен в начальном участке трубы ри закрутке потока. // Тепломас-собмен VI. Т. 1, ч. 3. Минск, 1980, с. 48 - 60.

74. Глазков В.В., Гусева М.Д., Жестков Б.А., Лукаш В.П. О влиянии начальной турбулентности на эффективность охлаждения проницаемых стенок. // ИФЖ. 1979. т. 36, №6, с. 965 971.

75. Ерошенко В.М., Зайчик Л.И, Климов А.А. и др. Турбулентный пограничный слой на перфорированных поверхностях при направленном вдуве. // Промышленная теплотехника, 1980, т.2, №5, с. 13-18.

76. Щукин А.В. Турбулентный пограничный слой на искривленной поверхности. // Изв. вузов. Сер. Авиац. техника, 1978, №3, с. 113 120.

77. Яновский Л.С. Турбулентный пограничный слой на проницаемой поверхности при вдувах под разными углами к стенке. // Автореф. Канд. дис. ЭНИН., 1980. 21 с.

78. Волчков Э. П., Синайко Е.Н. Экспериментальное исследование эффективности газовых завес на выгорающей поверхности при вдуве инородного тела. // ПМТФ, 1974, №1, с. 59 64.

79. Репухов В.М. Влияние сжимаемости и неизотермичности на эффективность пленочного охлаждения. // ИФЖ, 1970, 19, №5, с. 870 879.

80. Репухов В.М. К расчету эффективности пленочного охлаждения плоской пластины. В кн.: Теплофизика и теплотехника. // Вып.20. У., 1971, с. 97-102.

81. Репухов В.М. Сравнение систем пленочного и комбинированного охлаждения с внешним охлаждением плоской стенки. В кн.: Теплофизика и теплотехника. // Вып. 28. К., 1974., с. 102 107.

82. Груздев В.Н., Емалетдинов Р.Ю. Течение неравномерного по скорости потока на начальном участке смешения в диффузорном канале. // Авиационная техника. 1989. №3. с. 31 34 (Изв. высш. учеб. заведений).

83. Эриксен, Гольдштейн. Теплообмен и пленочное охлаждение при вдуве через круглое отверстие под углом 90°. // Энергетические машины и установки, 1974, т.А96, №4 с. 1 7.

84. Эриксен, Гольдштейн. Теплообмен и пленочное охлаждение при вдуве через наклонные трубки круглого сечения. // Теплопередача, 1974, №2, с. 140- 148.

85. Юдаев Б.Н., Михайлов М.С., Савин В.К. Теплообмен при взаимодействии струй с преградами. // М.: Машиностроение, 1977. 248 с.

86. Садов Ю.В., Иванова З.А, Карабанов Ю.Ф., Решетников А.А. Исследование воздушной защиты внутренней поверхности дымовых труб. // Электрические станции, 1975, 36, с. 19 21.

87. Эккерт Э.Р. Пленочное охлаждение в газовой среде. // ИФЖ, 1970, т. 19, №3, с. 426-440.

88. Щукин В.К., Халатов А.А., Голдобеев В.И., Летягин В.К. О причинах интенсификации теплоотдачи при закрутке газового потока в трубе. // Тр. Казанского авиац. института, 1975, вып. 194,ь с. 22 26.

89. Комаров В.П., Леонтьев А.И. Экспериментальное исследование эффективности завесы в турбулентном пограничном слое газа. ТВТ, 1980, т. 8, №2, с. 353 -358.

90. И.Ю.Буланов. Сканирующая вихревая структура как тепловая завеса. // Научная конференция. Юбилейные X всероссийские (с международным участием) туполевские чтения студентов. Том I. Тезисы докладов.

91. Проблемы теплофизики в энергосистемах, конструкция и рабочие процессы в тепловых двигателях и энергетических установках". Казань: КГТУ. 2002. с.62.

92. А.В. Щукин, И.Ю. Буланов, А.В. Ильинков, А.П. Колов, А.А. Халатов. "Особенности тепловой завесы вдувом воздуха из сферической выемки". //Казань, Известия ВУЗов "Авиационная техника", №4, 2004. С. 28-30.