ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Турбулентный пограничный слой газа в канале МГДгенератора из "Тепломассообмен и трение в турбулентном пограничном слое " Ввиду относительно небольших протяженностей реальных каналов МГД-генераторов L/D 20) и высоких чисел Рейнольдса (Re /L до 10 м ) пограничные слои, нарастающие на стенках канала, как правило, не смыкаются и на такие течения можно распространить методы расчета турбулентного пограничного слоя в начальном участке канала, изложенные в гл. 7. [c.164] Отличительной особенностью магнитодинамического пограничного слоя в начальном участке канала является то, что невозмущенный поток вне пограничного слоя также является проводящим, поэтому ядро потока и пограничные слои связаны друг с другом электрически и газодинамически. [c.164] При отсутствии электрических и магнитных полей статическое давление и продольная скорость в ядре потока связаны однозначно через уравнение Бернулли. [c.164] В МГД-генераторе следует различать пограничные слои на электродной и изоляторной стенках. Изоляторная стенка обычно охлаждается, и только внешняя часть пограничного слоя является электропроводной и подвергается действию объемных сил. С другой стороны, температура электродов близка к температуре газа. Ток, индуцированный ядром потока, течет через пограничный слой, нарастающий на электродных стенках. Сила Лоренца, действующая на внутренние слои пограничного слоя, будет тормозить газ и может вызвать отрыв пограничного слоя от стенки электрода. [c.164] В каналах с существенными продольными токами, например в генераторах Холла, существуют поперечные градиенты давления, в результате чего возникают течения газа по изоляторным стенкам от одного злектрода к другому, что существенно усложняет картину течения. [c.164] Следует иметь в виду, что теория, разработанная для плоского течения проводящего газа в поперечны магнитном и электрическом полях, не может быть непосредственно перенесена на осесимметричное течение, так как в присутствии магнитного поля круговая симметрия нарушается. [c.164] Наличие дополнительных членов в уравнении энергии, связанных с джоулевым тепловыделением, также существенно усложняет зада чу. Поэтому изложенные ниже результаты получены при определенных допущениях и носят оценочный характер. [c.164] С учетом принятых допущений влияние электрических и магнитных полей должно выразиться в появлении дополнительных членов в уравнениях импульсов 5/ и энергии /2/а. [c.165] Следовательно, при принятом газодинамическом приближении расчет динамического турбулентного пограничного слоя на электродных стенках производится по формулам, приведенным в гл. 6. [c.166] Для сверхзвуковых МГД-генераторов важным является вопрос об устойчивости турбулентного слоя на. электродных стенках. Если при торможении ядра потока запас кинетической энергии в пограничном слое оказывается недостаточным для преодоления трения, давления и понде-ромоторных сил, то возникают отрыв пограничного слоя от стенки и система скачков уплотнения. [c.166] Определение сечения отрыва пограничного слоя от электродной стенки производится по формулам гл. 6 с учетом влияния неизотермичности и сжимаемости на закон трения и критические параметры отрыва. [c.166] Параметр /кр подсчитывается по формулам (6,4.6), (6.4.7), (6.4.12) или по графикам рис. 6.10, 6.13. В том сечении где формпараметр f достигает значения /кр, турбулентный пограничный слой отрывается от стенки. [c.167] Для решения интегральных соотношений энергии необходимо знать электромагнитные формпараметры Не и Я/. [c.167] Васильевым была выполнена оценка этих параметров, исходя из степенной аппроксимации распределения скоростей и температур торможения по сечению пограничного слоя. [c.167] Оценки проводим только для термической проводимости, когда о—о Р, Т). [c.168] Из уравнений (7,6.17) и (7.6.18) следует, что формпараметры Я/ и Не зависят от трех величин г , о ) и К, где Вшо) —коэффициент нагрузки. [c.168] На рис. 7.35 представлены результаты численного расчета параметров Я/ и Не по уравнениям (7.6.17) и Х7.6.18) для числа Мо==2,5 (ф =1,6), температуры Гоо= =3000 К и различных значений п и К. [c.168] Как видно из графиков [71], предложенный метод расчета находится в удовлетворительном соответствии с опытами. [c.169] Величина Ш х представляет собой отношение коэффициента трения на проницаемой пластине к коэффициенту трения на непроницаемой пластине при одинаковых значениях Ке . [c.170] Вернуться к основной статье