Аппаратура для исследования истечения струй жидкостей из сопел субмиллиметрового диаметра в разреженную среду

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Представлена аппаратура для исследования формирования струй летучих жидкостей в разреженной среде. Аппаратура создана на базе газодинамической установки с высокой производительностью откачки, предназначенной для исследования сверхзвуковых течений газа. Приведены описание и результаты испытаний аппаратуры и проверки методик фото- и видеофиксации соплового истечения этанола для изучения формы и структуры струй жидкости в различных условиях при длительных режимах истечения из сопел субмиллиметрового диаметра.

Full Text

Restricted Access

About the authors

А. С. Яскин

Новосибирский государственный университет

Author for correspondence.
Email: yas@nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1

A. Е. Зарвин

Новосибирский государственный университет; Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: zarvin@phys.nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1; 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1

В. В. Каляда

Новосибирский государственный университет

Email: yas@nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1

К. А. Дубровин

Новосибирский государственный университет; Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: yas@nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1; 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1

В. Э. Художитков

Новосибирский государственный университет; Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича Сибирского отделения Российской академии наук

Email: yas@nsu.ru
Russian Federation, 630090, Новосибирск, ул. Пирогова, 1; 630090, Новосибирск, ул. Институтская, 4/1

References

  1. Nieto-Peroy C., Emami M.R. // Appl. Sci. 2019. V. 9(15). P. 3110. https://doi.org/10.3390/app9153110
  2. Fonda-Marsland E., Roberts G., Gibbon D., Ryan C. // AIAA Propulsion and Energy Forum. 2019. Р. 4227. https://doi.org/10.2514/6.2019-4227
  3. Ryan C.N., Fonda-Marsland E., Roberts G.T., Lear A., Fletcher E., Lear G., Palmer M.J. Gibbon D .// J. Propulsion and Power. 2020. V. 36. P. 158. https://doi.org/10.2514/1.B37418
  4. Papale W.G, Roy R.J. // Space Conference American Institute of Aeronautics and Astronautics. San Jose, California, 2006. Р. 426. https://doi.org/10.2514/6.2006-7240
  5. Gediminas Galinis, Jergus Strucka, Jonathan C.T. Barnard, Avi Braun, Roland A. Smith, Jon P. Marangos. // Rev. Sci. Instrum. 2017. V. 88. P. 083117 http://dx.doi.org/10.1063/1.4990130
  6. Chandra R., Krishna Murthy M.V., Jacob S., Kasthurirengan S., Karunanithi R. // Vacuum. 1996. V. 47. P. 1379. https://doi.org/10.1016/S0042-207X(96)00205-9
  7. Faubel M., Steiner B, Toennies J.P. // J. Chem. Phys. 1997. V. 106 (22): P. 9013. https://doi.org/10.1063/1.474034
  8. Раубе С.С., Красночуб Е.К., Бронштейн В.М. // Вестник Самарского государственного аэрокосмического университета. 2010. № 2. C. 50.
  9. Yarygin V.N., Prikhodko V.G., Yarygin I.V., Vyazov Yu.N. // Vacuum. 2014. V. 109. P. 401. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2014.04.026
  10. Скрипов В.П. Метастабильная жидкость. Москва: Наука, 1972.
  11. Vieira M.M., Simões-Moreira J.R. // Fluid Mech. 2007. V. 572. P. 121. https://doi.org/10.1017/S0022112006003430
  12. Polanco G., Holdø A.E., Munday G. // J. Hazardous Materials. 2010. V. 173. № 1–3. P. 2. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.08.138
  13. Ma W., Zhai S., Zhang P., Xian Y., Zhang L., Shi R., Wu Z. // Int. J. Aerospace Engineering. V. 2018. Art. 3686802. https://doi.org/10.1155/2018/3686802
  14. Kurschat Th., Chaves H., Meier G.E.A. // J. Fluid Mech. 1992. V. 236. P. 43. https://doi.org/10.1017/S0022112092001332
  15. Lu X.X, Li L., Luo K.H., Ren X.B., Liu Y., Yan X.F. // J. Thermophys. Heat Transfer. 2016 V. 30:2. P. 410. https://doi.org/10.2514/1.T4665
  16. Яскин А.С., Зарвин А.Е., Каляда В.В., Дубровин К.А. // Письма в журнал технической физики. 2021. Т. 47. № 21. С. 47. http://dx.doi.org/10.21883/PJTF.2021.21.51630.18846
  17. Zarvin A.E., Kalyada V.V., Madirbaev V.Zh., Korobeishchikov N.G., Khodakov M.D., Yaskin A.S., Khudozhitkov V.E., Gimelshein S.F // IEEE Transactions on Plasma Science. 2017. V. 45. Issue 5. P. 819. https://doi.org/10.1109/TPS.2017.2682901
  18. Чугаев Р.Р. Гидравлика. Л.: Энергоиздат, 1982.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup with liquid preparation and supply systems: 1, 23 – to the vacuum pump, 2 – degassing chamber filling hole, 3 – degassing chamber, 4, 14, 22 – shut-off valves, 5 – liquid level control tube, 6 – vacuum chamber, 7 – resistance thermometer, 8 – control device, 9 – membrane vacuum gauge, 10 – shut-off electromagnetic valve, 11 – nozzle, 12 – vacuum chamber window, 13 – photo and video camera, 15 – rotary flow meter, 16 – liquid thermostatting chamber, 17 – thermostat heater, 18 – pressure setting chamber, 19 – membrane, 20 – liquid supply to the compressor, 21 – pressure and vacuum gauge, 24 – nozzle block heater.

Download (117KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic drawing of the nozzle.

Download (96KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. a) Flow characteristics (the ordinate scale for calibration of nozzles C2 and C3 is shown on the left, for nozzle C1 – on the right). b) Relationship between the liquid flow rate and the rotation frequency of the flow meter rotor.

Download (114KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. An example of visualization of ethanol flow at temperature T = 303 K from a hole with a sharp edge: a, c – nozzle C1; b, d – nozzle C3; a, b – P0 = 200 kPa, Pb = 100 kPa; c – P0 = 100 kPa, Pb = 0.8 Pa; d – P0 = 100 kPa, Pb = 40 Pa.

Download (248KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences