Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора
технических наук: 05.07.05 – Тепловые, электроракетные
двигатели
и энергоустановки летательных аппаратов. — Казанское высшее военное командное училище (военный институт), Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева. — Казань, 2011. — 38 с. Научный консультант: доктор технических наук, профессор Яновский Л.С. Цель работы: на базе экспериментального исследования влияния электростатических и магнитных полей на тепловые процессы в жидких и газообразных углеводородных горючих и охладителях разработать методики расчёта и пути их применения для повышения эффективности энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования.
Научная новизна
Создан банк экспериментальных данных тепловых процессов в углеводородных горючих и охладителях с визуализацией динамики процессов без влияния и с влиянием электростатических полей; разработана классификация методов борьбы с негативным процессом осадкообразования.
Установлено, что магнитные поля оказывают очень слабое влияние на увеличение α и предотвращение осадка в жидких углеводородных горючих, а в газообразных – не влияют вообще, а электростатические поля – наоборот, оказывают эффективное воздействие.
При естественной и вынужденной конвекции жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителей) при влиянии электростатических полей впервые: а) найдены максимально-возможные значения α; б) обнаружен процесс предотвращения осадка в зоне прохождения силовых линий; г) определены рабочие условия, зоны и границы возможной интенсификации α и предотвращения осадкообразования; д) установлено, что импульсное включение электро-статических полей (со сменой или без смены полярности) с интервалами (0,5-5,0)с не способствует увеличению α из-за времени релаксации электрического ветра, а приводит к появлению осадка на всём рабочем участке.
В жидких углеводородных горючих (охладителях) впервые: а) найдены условия всесторонней борьбы с термоакустическими автоколебаниями давления; б) установлено, что электростатические поля способствуют полной замене процессов кипения и псевдокипения на электроконвекцию с переносом кризисной границы в сторону увеличения плотности теплового потока (q); в) обнаружено, что пузыри и тепловые свили, псевдопузыри и псевдосвили полностью разрушаются на всём рабочем участке, а предотвращение осадка происходит только в зоне силовых линий электростатического поля; г) обнаружены условия влияния электростатических полей на раздвижение псевдосвилей на угол ϕ. (что необходимо для создания новых жидкостных тепловых приборов замера гравитации).
В газообразных углеводородных горючих (охладителях) впервые выявлено, что увеличение площади без осадка происходит из-за влияния дополнительных силовых линий от светящейся униполярной короны на отдающей игле.
Созданы и запатентованы: - новые методики расчёта влияния электростатических полей на повышение α и предотвращение осадкообразования; - общая и частные методики и алгоритмы по применению, учёту и расчёту особенностей теплоотдачи к углеводородным горючим (охладителям) без использования электростатических полей, с их использованием, гибридно.
Разработаны и запатентованы: - новые способы борьбы с негативными процессами; - новые конструктивные схемы топливно-охлаждающих каналов, фильтров, форсунок, горелок, энергоустановок и техносистем, их датчиков и систем контроля.
Практическая и научная значимость
Результаты экспериментальных исследований позволили: - обнаружить новые эффекты влияния электростатических полей на тепловые процессы в условиях естественной и вынужденной конвекции жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителей); - создать банк данных по особенностям теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим (охладителям) без влияния и с влиянием электростатических полей; - создать новые методики расчёта влияния электростатических полей на негативные и позитивные процессы в жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителях); - разработать новые общую и частные методики и алгоритмы учёта особенностей теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим (охладителям) без влияния и с влиянием электростатических полей при проектировании, создании и эксплуатации энергоустановок и техносистем наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования; - разработать и запатентовать новые способы борьбы с негативными процессами в жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителях) без влияния и с влиянием электростатических полей; - разработать и запатентовать новые конструктивные схемы топливно – охлаждающих каналов, форсунок, фильтров, горелок, энергоустановок и техносистем, их систем контроля и управления без электростатических полей, с полями, гибридно. Результаты исследований и изобретения автора внедрены в реальные образцы энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования, в работу НИИ и КБ, в учебную и научную работу ряда ВУЗов РФ. Применение данных методик, алгоритмов и изобретений значительно повысят ресурс, надёжность, безопасность, эффективность, экологичность и экономичность современных и перспективных энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования.
и энергоустановки летательных аппаратов. — Казанское высшее военное командное училище (военный институт), Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева. — Казань, 2011. — 38 с. Научный консультант: доктор технических наук, профессор Яновский Л.С. Цель работы: на базе экспериментального исследования влияния электростатических и магнитных полей на тепловые процессы в жидких и газообразных углеводородных горючих и охладителях разработать методики расчёта и пути их применения для повышения эффективности энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования.
Научная новизна
Создан банк экспериментальных данных тепловых процессов в углеводородных горючих и охладителях с визуализацией динамики процессов без влияния и с влиянием электростатических полей; разработана классификация методов борьбы с негативным процессом осадкообразования.
Установлено, что магнитные поля оказывают очень слабое влияние на увеличение α и предотвращение осадка в жидких углеводородных горючих, а в газообразных – не влияют вообще, а электростатические поля – наоборот, оказывают эффективное воздействие.
При естественной и вынужденной конвекции жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителей) при влиянии электростатических полей впервые: а) найдены максимально-возможные значения α; б) обнаружен процесс предотвращения осадка в зоне прохождения силовых линий; г) определены рабочие условия, зоны и границы возможной интенсификации α и предотвращения осадкообразования; д) установлено, что импульсное включение электро-статических полей (со сменой или без смены полярности) с интервалами (0,5-5,0)с не способствует увеличению α из-за времени релаксации электрического ветра, а приводит к появлению осадка на всём рабочем участке.
В жидких углеводородных горючих (охладителях) впервые: а) найдены условия всесторонней борьбы с термоакустическими автоколебаниями давления; б) установлено, что электростатические поля способствуют полной замене процессов кипения и псевдокипения на электроконвекцию с переносом кризисной границы в сторону увеличения плотности теплового потока (q); в) обнаружено, что пузыри и тепловые свили, псевдопузыри и псевдосвили полностью разрушаются на всём рабочем участке, а предотвращение осадка происходит только в зоне силовых линий электростатического поля; г) обнаружены условия влияния электростатических полей на раздвижение псевдосвилей на угол ϕ. (что необходимо для создания новых жидкостных тепловых приборов замера гравитации).
В газообразных углеводородных горючих (охладителях) впервые выявлено, что увеличение площади без осадка происходит из-за влияния дополнительных силовых линий от светящейся униполярной короны на отдающей игле.
Созданы и запатентованы: - новые методики расчёта влияния электростатических полей на повышение α и предотвращение осадкообразования; - общая и частные методики и алгоритмы по применению, учёту и расчёту особенностей теплоотдачи к углеводородным горючим (охладителям) без использования электростатических полей, с их использованием, гибридно.
Разработаны и запатентованы: - новые способы борьбы с негативными процессами; - новые конструктивные схемы топливно-охлаждающих каналов, фильтров, форсунок, горелок, энергоустановок и техносистем, их датчиков и систем контроля.
Практическая и научная значимость
Результаты экспериментальных исследований позволили: - обнаружить новые эффекты влияния электростатических полей на тепловые процессы в условиях естественной и вынужденной конвекции жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителей); - создать банк данных по особенностям теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим (охладителям) без влияния и с влиянием электростатических полей; - создать новые методики расчёта влияния электростатических полей на негативные и позитивные процессы в жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителях); - разработать новые общую и частные методики и алгоритмы учёта особенностей теплоотдачи к жидким и газообразным углеводородным горючим (охладителям) без влияния и с влиянием электростатических полей при проектировании, создании и эксплуатации энергоустановок и техносистем наземного, воздушного, аэрокосмического и космического базирования; - разработать и запатентовать новые способы борьбы с негативными процессами в жидких и газообразных углеводородных горючих (охладителях) без влияния и с влиянием электростатических полей; - разработать и запатентовать новые конструктивные схемы топливно – охлаждающих каналов, форсунок, фильтров, горелок, энергоустановок и техносистем, их систем контроля и управления без электростатических полей, с полями, гибридно. Результаты исследований и изобретения автора внедрены в реальные образцы энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования, в работу НИИ и КБ, в учебную и научную работу ряда ВУЗов РФ. Применение данных методик, алгоритмов и изобретений значительно повысят ресурс, надёжность, безопасность, эффективность, экологичность и экономичность современных и перспективных энергоустановок и техносистем различного назначения и базирования.