Определение и обоснование условий моделирования истечения сверхзвуковых струй из сопел в вакуум в импульсных лабораторных экспериментах

Ключевые слова: ЦИКЛИЧЕСКОЕ ИСТЕЧЕНИЕ ГАЗОВ, ВАКУУМ, МОДЕЛИРОВАНИЕ, ИМПУЛЬСНЫЙ КЛАПАН

Аннотация

Целью работы является обеспечение проведения экспериментальных исследований импульсного истечения газов и газовых смесей в сильно разреженное пространство (вакуум) при повышенных расходах газов, недостижимых при стационарном истечении, ввиду ограничений скорости высоковакуумной откачной системы стенда, и дальнейшем сравнении полученных экспериментальных данных с численной моделью. Для этого осуществлены модернизация и отладка рабочего модуля импульсного истечения газов и газовых смесей в вакуум, его адаптация к условиям моделирования режимов истечения натурных сверхзвуковых струй.
В частности, осуществлено оснащение модуля импульсными клапанами для двух режимов циклического истечения: с короткими, менее 1 мс, и длинными, свыше 1 с, импульсами истечения. Обоснована и осуществлена подготовка набора звуковых и сверхзвуковых сопел для используемых в исследовании импульсных клапанов. Разработаны, изготовлены и испытаны системы питания импульсных клапанов, соответствующие генераторы сигналов с  импульсами, максимально близкими к прямоугольным, системы контроля расхода газа, системы диагностики импульсных газовых струй с короткими и длинными импульсами истечения.
Определены и обоснованы условия, позволяющие осуществлять моделирование истечения струй в импульсных лабораторных экспериментах. Проведены тестовые и регулярные экспериментальные исследования процессов истечения сверхзвуковых струй из модельных сопел в импульсных режимах при повышенных расходах газа.
Исследование выполнено за счет гранта Российского научного фонда № 22-19-00750 в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича с использованием оборудования ЦКП «Прикладная физика» Новосибирского государственного университета.

Keywords: CYCLIC OUTFLOW OF GASES, VACUUM, SIMULATION, PULSE VALVE

Abstract