Вышедшие номера
Измерение нестационарного теплового потока в экспериментах на ударных трубах с помощью датчиков на основе анизотропных термоэлементов из висмута
Попов П.А. 1, Монахов Н.А.1, Лапушкина Т.А.1, Поняев С.А.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: pavel.popov@mail.ioffe.ru, nikolay.monakhov@mail.ioffe.ru, Tanyusha@mail.ioffe.ru, Serguei.Poniaev@mail.ioffe.ru
Поступила в редакцию: 14 марта 2022 г.
В окончательной редакции: 23 апреля 2022 г.
Принята к печати: 4 мая 2022 г.
Выставление онлайн: 7 июля 2022 г.

Проведен анализ особенностей измерения нестационарного теплового потока в экспериментах на ударных трубах с характерным временем процесса ~1 μs-1 ms с помощью датчиков на анизотропных термоэлементах из висмута. Выполнены измерения теплового потока за отраженной ударной волной и в критической точке затупленного тела, обтекаемого сверхзвуковым потоком газа. Проведено тестирование методики расчета теплового потока по сигналу датчика. Отличие экспериментальных данных от теоретического значения теплового потока не превышает 50%. Проанализированы возможные причины, влияющие на величину неопределенности измерений. Проведенные эксперименты показали применимость датчика на анизотропных термоэлементах и методики расчета теплового потока по его электрическому сигналу для типичных условий экспериментов на ударных трубах. Ключевые слова: тепловой поток, ударная труба, измерения, анизотропные термоэлементы, ГДТП.
  1. B.R. Hollis, D.K. Prabhu, M. Maclean, A. Dufrene. J. Thermophys. Heat Transf., 31 (3), 712 (2017). DOI: 10.2514/1.T5019
  2. C.M. James, R. Ravichandran, D.R. Smith, T.G. Cullen, R.G. Morgan. AIAA Aviation 2020 Forum (2020), DOI: 10.2514/6.2020-3278
  3. S.T. Surzhikov. 54th AIAA Aerospace Sciences Meeting (San Diego, California, USA, 2016), DOI: 10.2514/6.2016-0742
  4. R. Ferreira, J. Vargas, R. Rodrigues, B. Carvalho, L.L. Alves, B. Goncalves, A. Smith, J. Merrifield, S. McDowell, D. Evans, P. Reynier, V.F. Villace, L. Marraffa. AIAA Scitech 2020 Forum (Orlando, Florida, USA, 2020), DOI: 10.2514/6.2020-0624
  5. В.Г. Масленников, В.А. Сахаров. ЖТФ, 67 (11), 88 (1997). [V.G. Maslennikov, V.A. Sakharov. Tech. Phys, 42 (11), 1322 (1997). DOI: 10.1134/1.1258870]
  6. C.M. James, B.J.C. Birch, D.R. Smith, T.G. Cullen, T. Millard, S. Vella, Y. Liu, R.G. Morgan, N. Stern, D.R. Buttsworth. AIAA Aviation Forum (Dallas, Texas, USA, 2019), DOI: 10.2514/6.2019-3007
  7. T. Alam, R. Kumar. Rev. Sci. Instrum., 92 (3), 031501 (2021). DOI: 10.1063/5.0015932
  8. V. Menezes, S. Bhat. Rev. Sci. Instrum., 81 (10), 104905 (2010). DOI: 10.1063/1.3494605
  9. H. Knauss, T. Roediger, U. Gaisbauer, E. Kraemer, D.A. Bountin, B.V. Smorodsky, A.A. Maslov, J. Srulijes, F. Seiler. 25th AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference (San Francisco, California, USA, 2006), DOI: 10.2514/6.2006-3637
  10. H. Knauss, T. Roediger, D.A. Bountin, B.V. Smorodsky, A.A. Maslov, J. Srulijes. J. Spacecr. Rockets, 46 (2), 255 (2009). DOI: 10.2514/1.32011
  11. M.A. Kotov, A.N. Shemyakin, N.G. Solovyov, M.Yu. Yakimov, V.N. Glebov, G.A. Dubrova, A.M. Malyutin, P.A. Popov, S.A. Poniaev, T.A. Lapushkina, N.A. Monakhov, V.A. Sakharov. Appl. Therm. Eng., 195, 117143 (2021). DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2021.117143
  12. S.Z. Sapozhnikov, V.Yu. Mityakov, A.V. Mityakov. Heatmetry: The Science and Practice of Heat Flux Measurement: Heat and Mass Transfer (Springer International Publishing, 2020)
  13. S.Z. Sapozhnikov, V.Y. Mityakov, A.V. Mityakov, A.A. Gusakov, E.R. Zainullina, M.A. Grekov, V.V. Seroshtanov, A. Bashkatov, A.Y. Babich, A.V. Pavlov. Energies, 13 (23), 6194 (2020). DOI: 10.3390/en13236194
  14. H. Ozawa. 20th AIAA International Space Planes and Hypersonic Systems and Technologies Conference (Glasgow, Scotland, 2015), DOI: 10.2514/6.2015-3658
  15. S.V. Bobashev, N.P. Mende, V.A. Sakharov, D.M. van Wie. 42nd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, Navada, USA, 2004), DOI: 10.2514/6.2004-515
  16. S.V. Bobashev, N.P. Mende, V.A. Sakharov, S.Z. Sapozhnikov, V.Yu. Mityakov, A.V. Mityakov, D.M. Van Wie. 43rd AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, Navada, USA, 2005), DOI: 10.2514/6.2005-787
  17. S.V. Bobashev, N.P. Mende, V.A. Sakharov, S.Z. Sapozhnikov, V.Yu. Mityakov, A.V. Mityakov, D.M. Van Wie. 2007, 45th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit (Reno, Nevada, USA, 2007), DOI: 10.2514/6.2007-220
  18. П.А. Попов, С.В. Бобашев, Б.И. Резников, В.А. Сахаров. Письма в ЖТФ, 44 (8), 3 (2018). DOI: 10.21883/PJTF.2018.08.45960.17036 [P.A. Popov, S.V. Bobashev, B.I. Reznikov, V.A. Sakharov. Tech. Phys. Lett., 44 (4), 316 (2018). DOI: 10.1134/S1063785018040235]
  19. Ю.В. Добров, В.А. Лашков, И.Ч. Машек, А.В. Митяков, В.Ю. Митяков, С.З. Сапожников, Р.С. Хоронжук. ЖТФ, 91 (2), 240 (2021). DOI: 10.21883/JTF.2021.02.50357.209-20 [Y.V. Dobrov, V.A. Lashkov, I.Ch. Mashek, A.V. Mityakov, V.Yu. Mityakov, S.Z. Sapozhnikov, R.S. Khoronzhuk. Tech. Phys., 66 (2), 229 (2021). DOI: 10.1134/S1063784221020109]
  20. S.V. Bobashev, A.V. Erofeev, T.A. Lapushkina, S.A. Poniaev, R.V. Vasil'eva, D.M. Van Wie. J. Propuls. Power, 21 (5), 831 (2005). DOI: 10.2514/1.2624
  21. П.А. Попов, С.В. Бобашев, Б.И. Резников, В.А. Сахаров. Письма в ЖТФ, 43 (7), 24 (2017). DOI: 10.21883/PJTF.2017.07.44465.16396 [P.A. Popov, S.V. Bobashev, B.I. Reznikov, V.A. Sakharov. Tech. Phys. Lett., 43 (4), 334 (2017). DOI: 10.1134/S1063785017040125]
  22. С.В. Бобашев, П.А. Попов, Б.И. Резников, В.А. Сахаров. Письма в ЖТФ, 42 (9), 32 (2016). [S.V. Bobashev, P.A. Popov, B.I. Reznikov, V.A. Sakharov. Tech. Phys. Lett., 42 (5), 460 (2016). DOI: 10.1134/S1063785016050035]
  23. P.A. Popov, S.A. Poniaev, V.A. Sakharov, B.I. Reznikov, N.A. Monakhov. J. Phys.: Conf. Ser., 1697, 012227 (2020). DOI: 10.1088/1742-6596/1697/1/012227
  24. P.A. Popov. J. Phys.: Conf. Ser., 2103, 012215 (2021). DOI: 10.1088/1742-6596/2103/1/012215
  25. D.M. Rowe. Thermoelectrics Handbook: Macro to Nano (CRC Press, 2006)
  26. [Электронный ресурс] Режим доступа: Cantera. https://cantera.org/ (Проверено 04/03/2022)
  27. B.J. McBride, M.J. Zehe, S. Gordon. NASA Glenn Coefficients for Calculating Thermodynamic Properties of Individual Species (NASA/TP?2002-211556, 2002)
  28. J.A. Fay, N.H. Kemp. J. Fluid Mech., 21 (4), 659 (1965). DOI: 10.1017/S002211206500040X
  29. J.A. Fay, F.R. Riddell. J. Aerosp. Sci., 25 (2), 73 (1958). DOI: 10.2514/8.7517
  30. J.P. Reilly. Phys. Fluids, 7 (12), 1905 (1964). DOI: 10.1063/1.1711099
  31. F. White, J. Majdalani. Viscous Fluid Flow (McGraw-Hill, 2021)
  32. Z. Ilich, G. Grossir, O. Chazot. 33rd AIAA Aerodynamic Measurement Technology and Ground Testing Conference (Denver, Colorado, USA, 2017), DOI: 10.2514/6.2017-3984

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.