IT-Reviews    

УПРАВЛЕНИЕ КАУПЕРОМ ГИПЕРЗВУКОВОЙ АЭРОДИНАМИЧЕСКОЙ ТРУБЫ

c78089d0 Источник:
Гилев В.М. 1 Шпак С.И. 1
1 Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Статья в формате PDF 261 KB 1. Structure of data acquisition system of experimental researches in the hypersonic wind tunnel / V.M. Gilyov, V.V. Garkusha, V.I. Zvegintsev, A.N. Shiplyuk, S.I. Shpak, V.V. Yakovlev. // 16th International conference on the methods of aerophysical research (ICMAR’2012) (Kazan–Novosibirsk, Russia, 20–26 aug., 2012): Abstracts. Pt. 1. – Kazan, 2012. – P. 110–111. 2. Аппаратно-программный комплекс для создания систем автоматизации / В.М. Гилев, В.В. Гаркуша, А.С. Мишнев, Д.О. Шевченко, В.В. Яковлев. // Датчики и системы. – 2012. – № 4. – С. 6–9. 3. Автоматизированная система управления гиперзвуковой аэродинамической трубой адиабатического сжатия / В.М. Гилев, С.П. Суродин, С.Р. Шакиров, Д.О. Шевченко, С.И. Шпак // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2012. – № 11. – С. 38–40.

В данной работе представлено описание системы управления каупером создаваемой в ИТПМ СО РАН гиперзвуковой аэродинамической трубы адиабатического сжатия. Рассмотрены функции, выполняемые каупером, его структура, методика проведения измерений температуры, основные технические характеристики. Дано описание и представлены возможности системы управления каупером.

В Институте теоретической и прикладной механики (ИТПМ) им. С.А. Христиановича СО РАН для проведения научных исследований в области сверх- и гиперзвуковой аэродинамики в настоящее время создается новая экспериментальная установка кратковременного действия – гиперзвуковая аэродинамическая труба адиабатического сжатия АТ-304 [1]. Данная установка позволяет моделировать обтекание перспективных летательных аппаратов, в том числе использующих ГПВРД, вплоть до космических скоростей полета при натурных значениях числа Рейнольдса Re.

Создание воздушного потока в представляемой аэродинамической трубе осуществляется за счет источника рабочего газа, который обеспечивает адиабатическое сжатие газа в форкамере до давления 3000 атм. с температурой до 2500 К в объеме около 4 дм3. В момент пуска при истечении рабочего газа из форкамеры через сопло в рабочую часть аэродинамической трубы происходит его ускорение до сверх/гиперзвуковых скоростей. Всё это сопровождается его резким охлаждением. При этом может происходить конденсация влаги из воздуха или даже появление изморози на стенках аэродинамической трубы или поверхности исследуемой модели. В результате этого происходит искажение результатов проводимых измерений. Зачастую в таких случаях вообще может быть исключена возможность получения достоверных научных результатов.

Во избежание подобных ситуаций при гиперзвуковых скоростях обтекания перед поступлением рабочего газа в форкамеру аэродинамической трубы производят его нагревание. Для этой цели в аэродинамической трубе АТ-304 газ проходит через специальное устройство – омический подогреватель (каупер).

Каупер аэродинамической трубы. Каупер аэродинамической трубы представляет собой полый цилиндрический объем, через который проходит рабочий газ (воздух) перед тем, как поступить в адиабатический подогреватель газа. Корпус, через который проходит рабочий газ, выполнен в виде трубы из нержавеющей стали. Внутренний объем корпуса заполнен плоскими вкладышами с отверстиями, равномерно распределенными по площади вкладыша. Вкладыши сделаны их нихромового сплава ХН78Т и установлены последовательно друг за другом с небольшим зазором так, чтобы была возможность для прохождения газового потока через объем, заполненный вкладышами.

По наружной поверхности корпуса каупера выполнена спиральная трехзаходная канавка. В каждом из заходов укладываются фазовые магистрали нагревателя, выполненные из нихромовой проволоки диаметром 2 мм в изоляции, набранной из керамических втулок с наружным диаметром 8 мм.

Электрическая цепь нагревательного элемента – трехфазная, изолированная от корпуса. Спираль через электрический контактор подключается к силовой электрической сети 380 В. На стенках каупера в разных точках установлены четыре термопары («хромель-капель»), с помощью которых производится измерение температуры газа, проходящего через каупер. При этом используется среднее значение температуры, вычисленное по результатам измерений температуры с помощью данных термопар.

С помощью системы регулирования температура газа в каупере поддерживается на постоянном уровне. Система регулирования построена таким образом, что при спаде температуры ниже определенного уровня по команде компьютера контактор вновь включается и питающее силовое напряжение подается на электрическую спираль каупера. Таким способом производится непрерывное автоматическое поддержание температуры газа в каупере аэродинамической трубы.

Тепло от нихромовой проволоки передается через стенки керамических втулок на стенку корпуса, а от стенки корпуса – через стенки теплоотдающих вкладышей – к газовому потоку, проходящему через отверстия во вкладышах. Таким образом, реализуется схема нагрева косвенного типа.

Основными нагруженными элементами каупера являются нагревательные элементы (нихромовая проволока, разогреваемая до температуры 600–800 °С и керамические втулки), корпус, теплоотдающие вкладыши, фланцы корпуса, теплоизоляция и все соединения деталей и узлов, работающих под воздействием высоких температур до 600 °С и рабочего давления адиабатического подогревателя аэродинамической трубы до 20 МПа.

Управление каупером. Управление каупером аэродинамической трубы осуществляется с использованием аппаратно-программного комплекса АПК-2010, который разработан в КТИ ВТ совместно с ИТПМ СО РАН и предназначен для управления источником рабочего газа аэродинамической трубы [2]. Комплекс АПК-2010 построен на основе магистрально-модульного принципа, предложенного коллективом разработчиков [3]. В состав АПК-2010 входят измерительные модули – аналого-цифровые преобразователи (АЦП), а также модули дискретных сигналов, которые позволяют по команде программы, выполняющейся в компьютере, включить/выключить подачу напряжения на спираль каупера аэродинамической трубы.

Измерение температуры рабочего газа. Измерение температуры рабочего газа осуществляется с помощью встроенных термопар. Напряжение на выходе каждой термопары измеряется с использованием соответствующего канала аналогово-цифрового преобразователя (АЦП). Показания АЦП, фиксирующие температуру рабочего газа, отображаются на мониторе АРМ оператора аэродинамической трубы в числовом, а также в графическом виде. Таким образом, на экране монитора можно визуально наблюдать весь процесс нагревания рабочего газа во времени.

Текущие значения температуры в точках установки термопар каупера заносятся в базу данных эксперимента. Это позволяет анализировать результаты работы аэродинамической трубы после завершения эксперимента и использовать эти данные в процессе обработки результатов проводимых исследований [3].

Основные технические характеристики каупера. Ниже приведены основные технические характеристики каупера:

– напряжение переменного тока U = 380 В;

– подводимая мощность P = 26 кВт;

– температура нагрева корпуса T = 600 °С;

– максимальное давление в корпусе P = 25 МПа;

– рабочая среда – воздух, азот, углекислый газ или другие нетоксичные и негорючие газы.

Такой широкий набор используемых газов позволяет значительно расширить возможности моделирования течений в представляемой аэродинамической трубе.

Заключение

К настоящему времени работы по созданию системы управления каупером аэродинамической трубы завершены. Тестовые испытания показали её работоспособность и достаточно высокую эффективность. Ведутся работы по отладке системы и привязке её к реальным условиям эксперимента. Выполнение данного проекта осуществлялось при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 11-07-00483-а и 12-07-00548-а).




Отзывы (через Facebook):

Оставить отзыв с помощью аккаунта FaceBook:

АНДРЕЕВА МАРИЯ АНДРЕЕВНА

Статья в формате PDF 84 KB...

18 10 2020 22:17:51

КЛАССИЧЕСКАЯ ФИЗИКА НА ГНИЛОМ ФУНДАМЕНТЕ (КАТАСТРОФА В МЕХАНИКЕ )

1. Второй закон Ньютона в катастрофе это неоспоримый факт. 2. Нужно думать, что после такой катастрофы вся классическая физика полетит к чёрту, вместе с физиками, которые попытаются её защищать. 3. Учёные физики всех стран попали в капкан у них дилемма: или они признают теорию Ростовцева или им грозит скамья подсудимых за ложную науку и обман человечества. ...

17 10 2020 10:41:57

КРИПТОГРАФИЯ – ОТ ИЗБРАННЫХ К ШИРОКИМ МАССАМ

Статья в формате PDF 114 KB...

13 10 2020 20:54:33

ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ ГНОЙНЫХ ВЫДЕЛЕНИЙ

Статья в формате PDF 115 KB...

12 10 2020 12:24:25

Фенологическая характеристика Ивановской области

Статья в формате PDF 267 KB...

10 10 2020 18:28:12

ЭКОЛОГИЯ СИБИРСКОГО РЕГИОНА: К ИСТОРИИ ПРОБЛЕМЫ

Статья в формате PDF 179 KB...

06 10 2020 1:45:48

СУБТРОПИЧЕСКИЕ РАСТЕНИЯ ФЛОРЫ КАВКАЗА

Статья в формате PDF 121 KB...

25 09 2020 20:53:48

СЕТЕВЫЕ ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННЫЕ ПРОЕКТЫ КАК ФОРМА РАБОТЫ С ОДАРЕННЫМИ УЧАЩИМИСЯ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ГЕОГРАФИИ

Учебный предмет география состоит из двух блоков. Физическая география изучает элементы природы как единое целое, формирует “образ территории”. Социально-экономическая география рассматривает развитие общества и экономики в тесной взаимосвязи с природными условиями. Для формирования и поддержания интереса к географии в Ф Т Л № 1 широко используются современные информационные технологии. Компьютерное тестирование систематически используется на уроках. Лицеисты успешно участвуют в различных телекоммуникационных олимпиадах - индивидуальных и групповых конкурсах с использованием электронной почты и сети Интернет. Такие проекты развивают умение работать с различными источниками информации, способствуют межпредметной интеграции знаний и формированию целостной картины мира. ...

24 09 2020 10:59:26

КАПСУЛИРОВАНИЕ МНОГОВЫВОДНЫХ BGA МИКРОСХЕМ

Статья в формате PDF 135 KB...

19 09 2020 20:53:12

ЛЖЕУЧЕНИЯ И ПАРАНАУКА ХХ ВЕКА Часть 1

Проведен анализ общепринятых учений и научных теорий, имевших широкую аудиторию в вузах и научно-исследовательских институтах прошлого века. Выявлена недостаточность абстрактной потенции в мыслительной жизни homo sensus, главная альтернатива которой – эмоциональный мир, чувственность и вера. Свойство верить познающего субъекта не носит характер религиозности, однако имеет общие с ней основания. Роднит религию и научную веру стремление не понять, а принять смутные представления, сулящие сиюминутную пользу и выгоду, объединяет желание увидеть в таинственном и запредельном нечто к себе доброжелательное, освобождающее от мучительного предназначения думать и, следовательно, уводящее от необходимости работать – работать без самообмана, но эффективно и достойно homo sapiens. ...

14 09 2020 15:44:16

О СПОСОБАХ ОБОГАЩЕНИЯ ЗОЛОТОСОДЕРЖАЩЕГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ В АППАРАТАХ ЛОТКОВОГО ТИПА

В статье описаны способы гравитационного извлечения мелкого золота из золотосодержащего минерального сырья в аппаратах лоткового типа, показан механизм движения и распределения частичек относительно их удельного веса в потоках перерабатываемой пульпы. Даны предпосылки для создания необходимых устройств с целью осуществления описанных способов. ...

11 09 2020 7:38:45

«КОНСУЛЬТАТИВНАЯ ПСИХОЛОГИЯ»

Статья в формате PDF 344 KB...

10 09 2020 8:23:29

РЕШЕНИЕ IV СЕССИИ РАЕ

Статья в формате PDF 65 KB...

08 09 2020 16:34:26

ВЛИЯНИЕ БИОПРЕПАРАТОВ НА ФОТОСИНТЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ И ПРОДУКТИВНОСТЬ РАННИХ ГИБРИДОВ ОГУРЦА В ПЛЕНОЧНОЙ ТЕПЛИЦЕ

Установлено, что применение биопрепаратов биогумус, гуми и альбит при замачивании семян и некорневой подкормке раннеспелых гибридов огурца в пленочной теплице, положительно влияют на энергию прорастания и всхожесть семян, ускоряют рост и развитие растений огурца, сокращают межфазный период на 3- 4 дня, вегетационный период, на 5-6 дней. Благоприятно влияют на водный режим растений, увеличение ассимиляционной поверхности, фотосинтетический потенциал и урожайность. Наиболее эффективное действие оказывали биопрепараты биогумус и гумми на гибридах, отечественной селекции Арина и голландской Машенька. ...

02 09 2020 2:44:13

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПЛАТЕЖИ В ОАО «АЛМАЗЫ АНАБАРА»

Статья в формате PDF 244 KB...

01 09 2020 23:32:13

УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ХАРАКТЕР РЕКУРРЕНТНЫХ ЗАВИСИМОСТЕЙ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ

Уникальные возможности линейных рекуррентных уравнений первого порядка А(n+1) = aA(n) + b позволяют характеризовать закономерности изменения различных свойств органических соединений ( А) не только в пределах локальных групп гомологов, но и одновременно всех рядов с одинаковыми гомологическими разностями. Более того, рекуррентные соотношения применимы к функциям не только целочисленных (число атомов углерода в молекуле), но и равноотстоящих значений аргументов A(x+Δx) = aA(x) + b, (Δx = const). Этот способ аппроксимации проиллюстрирован на примерах температурных зависимостей растворимости различных веществ в воде и даже времен релаксации в высокочастотных полях. ...

30 08 2020 20:11:12

МОНИТОРИНГ НЕФТЯНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ВИННОВСКОЙ РОЩИ

Статья в формате PDF 305 KB...

23 08 2020 9:59:18

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

Статья в формате PDF 253 KB...

15 08 2020 14:12:56

ФОРМИРОВАНИЕ СИСТЕМЫ МЕНЕДЖМЕНТА КАЧЕСТВА В ВУЗЕ

Статья в формате PDF 146 KB...

14 08 2020 16:26:11

ЯЗЫКОВАЯ СПЕЦИФИКА АНГЛО- И РУССКОЯЗЫЧНЫХ БЛОГОВ

Статья в формате PDF 261 KB...

13 08 2020 6:49:20

ПРОБЛЕМЫ КАЧЕСТВА ОБРАЗОВАНИЯ

Статья в формате PDF 239 KB...

10 08 2020 14:50:23

ДИСКОЛЕТ И ЕГО АВТОМОДЕЛЬНОСТЬ

Измерена подъемная сила, создаваемая скошенным экранированным кольцевым крылом. Показано, что экспериментальные результаты удовлетворяют свойству автомодельности. ...

08 08 2020 14:34:58

РОБАСТНАЯ СТАБИЛИЗАЦИЯ ДИСКРЕТНОИМПУЛЬСНЫХ СИСТЕМ

Статья в формате PDF 126 KB...

02 08 2020 13:44:10

ОБЩИЙ УХОД ЗА БОЛЬНЫМИ (учебник)

Статья в формате PDF 107 KB...

26 07 2020 23:14:53

БИБЛИОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ИЗДАТЕЛЬСКИХ ПРОЕКТОВ ПО РАЗНЫМ ОБЛАСТЯМ ЗНАНИЯ, ПОДДЕРЖАННЫХ РОССИЙСКИМ ФОНДОМ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ (ИТОГ 15 ЛЕТ)

Рассмотрена финансовая поддержка издательских проектов Российским Фондом Фундаментальных Исследований. Проанализированы количественные характеристики и динамика результатов конкурсов проектов по разным областям знания. ...

24 07 2020 18:48:11

АКТИВНОСТЬ ФОСФОЛИПАЗЫ А2 И СОСТОЯНИЕ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ В ПЕРИФЕРИЧЕСКОЙ КРОВИ У БЕРЕМЕННЫХ С ГЕРПЕС-ВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ

В работе изучено состояние процессов перекисного окисления липидов и содержание фосфолипазы А2 в периферической крови беременных III триместра с обострением герпес-вирусной инфекции в зависимости от титра антител IgG к вирусу простого герпеса 1 типа. Установлено, что обострение герпес-вирусной инфекции в период гестации способствует активации процессов перекисного окисления липидов, регистрируемого по содержанию Т Б К-активных продуктов (малонового диальдегида), повышению содержания фосфолипазы А2, наиболее выраженное при титре антител IgG к В П Г-1 1:12800 и является причиной деструктивных процессов в составе липидов эритроцитов. ...

17 07 2020 7:48:30

БИОСФЕРА, БИОРИТМЫ, ЗДОРОВЬЕ

Статья в формате PDF 112 KB...

11 07 2020 9:57:53

ЮРЬЕВ АЛЕКСАНДР ГАВРИЛОВИЧ

Статья в формате PDF 320 KB...

09 07 2020 0:18:25

ЭМОТИВНЫЙ КОНЦЕПТ «ОБИДА» В ХУДОЖЕСТВЕННОМ ПРОСТРАНСТВЕ

В статье на основе материала « Национального корпуса русского языка» дан анализ вербальному и невербальному воплощению эмотивного концепта «обида» в художественном тексте. На языковом уровне рассмотрена сочетаемость лексемы «обида» с другими словами-эмотивами. На неязыковом уровне охарактеризованы невербальные компоненты проявления данной эмоции (плач, взгляд, жесты). Представленный анализ позволяет сделать вывод о национальной специфики данного чувства. ...

08 07 2020 15:35:21

БИОДИНАМИКА ПРЫЖКОВ В ВЫСОТУ

Статья в формате PDF 657 KB...

03 07 2020 6:29:40

ПРИМЕНЕНИЕ СВЕРХПРОВОДНИКОВ В ЭНЕРГЕТИКЕ

Статья в формате PDF 267 KB...

02 07 2020 0:54:59

ПОВЫШЕНИЕ ИНТЕРЕСА К МУСУЛЬМАНСКОЙ КУЛЬТУРЕ КАК РЕАКЦИЯ НА ГЛОБАЛИЗАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ

В статье показано увеличение интереса граждан России к истории и культуре стран ислама. Это связано с повышением политической активности этих стран и расширением их туристического сервиза. ...

26 06 2020 22:46:10

КУЛЬТУРОЛОГИЯ: СОЦИОДИНАМИКА КУЛЬТУРЫ

Статья в формате PDF 252 KB...

24 06 2020 5:56:46

К ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ВОД ОЗЕР ЯКУТСКА

Статья в формате PDF 461 KB...

23 06 2020 9:12:21

ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ ПРОФИЛАКТИКИ КАРИЕСА ЗУБОВ ПРИ ОРТОДОНТИЧЕСКОМ ЛЕЧЕНИИ

Наши исследования показали, что эффективность профилактики кариеса зубов значительно снижается на фоне вторичных иммунодефицитных состояний ( И Д С), вызванных ортодонтическим аппаратурным лечением. Предлагаемый метод профилактики позволил купировать иммунодефицитное состояние, возникающее на этапах ортодонтического лечения, и повысить эффективность профилактики кариеса зубов. ...

21 06 2020 7:44:20

Регулирование отношений между государствами

Статья в формате PDF 112 KB...

11 06 2020 17:43:29

О РЕДКИХ ВИДАХ ЛИШАЙНИКОВ РЕСПУБЛИКИ ТАТАРСТАН

Проведена инвентаризация лихенофлоры Республики Татарстан ( Р Т). Показана роль особо охраняемых природных территорий в сохранении флористического разнообразия. Дан спектр семейств редких видов во флоре обследованной территории и анализ состава географических элементов. Рассмотрено распределение редких видов по основным типам местообитаний. Даются некоторые сведения о редких и исчезающих лишайниках для включения в Красную книгу Р Т. ...

07 06 2020 18:38:46

ПОДВОДНЫЕ ГОРОДА

Статья в формате PDF 763 KB...

05 06 2020 20:24:25

ПЕТРОЛОГИЯ, ГЕОХИМИЯ И ФЛЮИДНЫЙ РЕЖИМ АНОРОГЕННЫХ ГРАНИТОИДОВ САНГИЛЕНА

Приведены данные по петрологии и потенциальной рудоносности умеренно-щелочных гранитоидов Нагорного Сангилена, которые по сумме признаков отнесены к анорогенному типу. Показано ведущее значение в генерации этих фельзических интрузивных образований флюидного режима, в котором доминирующую роль играли концентрации плавиковой кислоты. ...

02 06 2020 4:38:45

РЫНОК ТРУДА И ТРУДОУСТРОЙСТВО МОЛОДЫХ СПЕЦИАЛИСТОВ

Статья в формате PDF 145 KB...

27 05 2020 7:10:15

О природе времени

Понятие время является важнейшим понятием, как физики, так и философии. Актуальность этой проблемы обусловлена тем, что до сих пор, несмотря на широкий круг исследований, не сложилось твердо закрепленного представления о времени. В статье делается попытка раскрыть сущность понятия времени и связать меру времени с движением. За меру времени механического движения предлагается выбрать путь, пройденный, например, концом стрелки часов, участвующей не только в собственном движении относительно циферблата, как это принято, но и в сложном движении, включающем движение часов как целое относительно внешнего наблюдателя. Синхронизация хода часов производится по периодам их движений в соответствие с принятым эталоном времени. Рассматривается случай, когда часы движутся относительно внешнего наблюдателя с постоянной скоростью. Такой подход к проблеме времени позволяет понять его непрерывность и бесконечность. ...

25 05 2020 14:43:31

ОЧИСТКА ВОДЫ С ПРИМЕНЕНИЕМ МЕХАНОАКТИВАЦИИ

Статья в формате PDF 123 KB...

24 05 2020 0:13:13

Еще:
Обзоры -1 :: Обзоры -2 :: Обзоры -3 :: Обзоры -4 :: Обзоры -5 :: Обзоры -6 :: Обзоры -7 :: Обзоры -8 :: Обзоры -9 :: Обзоры -10 :: Обзоры -11 ::

Последовательность подготовки научной работы может быть такой:

Выбор темы. Это важный этап. Во-первых, тема должна быть интересна не только вам, но и большинству слушателей, которым вы будете её докладывать, чтобы вы видели заинтересованность в их глазах, а не откровенную скуку.

Выбор целей и задач своей научной работы. То есть, нужно сузить тему. Например, тема: «Грудное вскармливание», сужение темы: «Грудное вскармливание среди студенток нашего ВУЗа». И если общая тема мало кому интересна, то суженная до рамок собственного института или университета, она становится интересной практически для всех слушателей. Целью может стать: «Содействие оптимальным условиям вскармливания грудью детей студентов нашего ВУЗа», а задачей — доказать, что специальные условия, созданные для кормящих студенток, не помешают их успеваемости, но уменьшат количество пропусков, академических отпусков и способствуют выращиванию здоровых детей — нашего будущего. Понятно, что эта тема подходит для студентов медицинских и педагогических ВУЗов, но и в других учебных учреждениях можно найти темы, интересные всем.

Разработать методы исследования и сбора информации. В случае с естественным вскармливанием, скорее всего, это будет анкетирование студенток, имеющих детей.

Систематизировать материал и подготовить презентацию.

Подготовиться к выступлению.

Выступить и получить: награду, удовольствие и опыт, чтобы в следующем году выступить ещё лучше и сорвать шквал аплодисментов, стать узнаваемым, а значит — более конкурентоспособным!