Методы определения газодинамических характеристик реактивного сопла аэродинамического объекта

The efficiency of aerodynamic objects with jet engines is the result of many factors, among which nozzle parameters are of great importance in relation to the general engine design and the energy source, that determines the composition and properties of the engine working medium. In this respect, an urgent need was to calculate nozzle gas-dynamic characteristics and geometric parameters at various designing and testing stages of jet engines. Relatively simple calculations involving a large number of assumptions and detailed modeling with regard to the maximum possible number of factors are the basis of the existing modeling approaches. In the present work, the problem was to assess an agreement between such modeling methods of a specific ‘high-energy material – working medium – nozzle’ system and the experimental ones. The calculations using one-dimensional nozzle theory and the gas dynamics modeling method revealed a 6 % difference in the results of various parameters. At the same time, a closer agreement was noted between the experimental data and the results predicted by the gas dynamics modeling method. Moreover, in comparison to one-dimensional theory, the gas dynamics modeling method of an engine jet nozzle is more labor-intensive and expensive for calculations. Therefore, from the practical viewpoint, it is advisable to give preference to one-dimensional theory to calculate the engine construction and to verify calculations with the use of the modeling methods.Эффективность работы аэродинамических объектов с реактивными двигателями обусловлена множеством факторов, среди которых огромное значение имеют конструктивные параметры сопла и их взаимосвязь с общей конструкцией двигателя и источником энергии, определяющим состав и свойства рабочего тела двигателя. В связи с этим существует необходимость выполнения расчетов газодинамических характеристик и геометрических параметров сопла на различных стадиях проектирования и испытаний реактивных двигателей. Причем любое изменение в конструкции и (или) типе используемых материалов требует индивидуального подхода к расчету. В работе предпринята попытка оценить соответствие различных методик расчетов для конкретной системы «высокоэнергетический материал – рабочее тело – сопло» экспериментально установленным параметрам системы. Из многообразия существующих подходов к моделированию процессов выделяют относительно несложные расчеты с большим количеством допущений и детальное моделирование, учитывающее максимально возможное количество факторов. Выполненные расчеты с использованием одномерной теории сопла и метода моделирования газовой динамики продемонстрировали наличие различий в полученных результатах в диапазоне 6 % по разным параметрам. При этом отмечено более близкое соответствие результатов метода моделирования газовой динамики экспериментально установленным параметрам. Вместе с тем метод моделирования газовой динамики реактивного сопла двигателя является более трудоемким и затратным для проведения расчетов по сравнению с применением одномерной теории. Поэтому с практической точки зрения для проведения конструктивного расчета двигателя целесообразно использовать одномерную теорию сопла, а проверочный расчет осуществлять средствами моделирования

Пористый композит для гетерогенного катализа

A effect of the duration of mechanochemical activation process on morphology and particle size distribution of composite powder Cu-13 mass% Al has been investigated by quantitative stereological analysis. It has been found that intensive mechanical failure of particles and increased powder dispersion is directly related to the formation of brittle Cu9Al4 intermetal-lide. Hydraulic characteristics of porous elements for catalytic membranes obtained by hydration hardening of composite powder Cu-13 mass% Al in the form of an 80-100 μm thick layer on porous titanium discs have been investigated. It was established that the average pore size and permeability coefficient nonmonotonically depend on the particle size of the powder.Методом количественного стереологического анализа исследовано влияние длительности процесса механического активирования на морфологию и дисперсность частиц композитного порошка состава Cu-13 мас.% Al. Установлено, что интенсивное механическое разрушение частиц и увеличение дисперсности порошка непосредственно связано с формированием хрупкого интерметаллида Cu9Al4. Исследованы гидравлические характеристики пористых элементов для каталитических мембран, полученных методом гидратационного твердения композитного порошка Cu-13 мас.% Al в виде слоя толщиной 80-100 мкм на пористых титановых дисках. Установлено, что средний размер пор и коэффициент проницаемости немонотонно зависят от размера частиц порошка