ИСТИНА

Температурная стратификация (безмашинное энергоразделение) предполагает перераспределение полного теплосодержания в потоке газа без совершения им внешней работы или теплообмена с окружающей средой. Газовый поток с температурой То*, пройдя через такое устройство, разделяется на два потока с температурами Т1* > Т0*и Т2* < Т0*. Метод газодинамической температурной стратификации в потоке сжимаемого газа, предложенный академиком Леонтьевым А.И., основан на отличии адиабатной температуры стенки в потоке сжимаемого газа от температуры торможения. В результате взаимодействия дозвукового и сверхзвукового потока воздуха через теплопроводную стенку на выходе из устройства получаем два потока – нагретый сверхзвуковой и охлажденный дозвуковой. В области взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем коэффициент теплоотдачи возрастает многократно при незначительном увеличении адиабатной температуры стенки (коэффициента восстановления температуры). Об этом свидетельствовали данные предыдущих исследований по влиянию скачков уплотнения и отрывного течения за ребром на коэффициент восстановления температуры в сверхзвуковом потоке сжимаемого газа. В результате настоящего исследования подтверждено, что режим противотока оказывается эффективнее, чем прямоток. В то же время генерация скачков уплотнения практически не сказывается на охлаждении дозвукового потока и несколько снижает нагрев сверхзвукового потока в устройстве стратификации. Малое влияние скачков уплотнения на эффект температурной стратификации можно объяснить незначительным уровнем интенсификации теплоотдачи: генерируемые ударные волны не достигают пограничного слоя, пересекаясь в центральной части канала и теряя при этом свою интенсивность. Возможным направлением дальнейших исследований является установка конических генераторов ударных волн в центральной части канала. Такая конфигурация позволит избежать пересечения ударных волн и добиться более существенной интенсификации теплоотдачи в области взаимодействия скачка уплотнения с пограничным слоем. Работа выполняется за счет гранта Российского научного фонда (проект №14-19-00699).