avroenОмский научный вестник. Серия "Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение"Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering2588-03732587-764XОмский государственный технический университет10.25206/2588-0373-2024-8-2-61-67ONIKZPavroen-11Research ArticleАВИАЦИОННАЯ И РАКЕТНО-КОСМИЧЕСКАЯ ТЕХНИКАAVIATION AND ROCKET-SPACE ENGINEERINGКритериальная база рабочего процесса трубы Гартмана–ШпренгераCriteria base of the Hartmann–Sprenger pipe workflowМакаровВ. В.MakarovV. V.

Макаров Владимир Вячеславович, кандидат технических наук, доцент (Россия), доцент кафедры «Авиаи ракетостроение». SPIN-код: 9846-7090. AuthorID (SCOPUS): 57193513945. ResearcherID: R-6939-2018.

644050, Омск, пр. Мира, 11

Makarov Vladimir Vyacheslavovich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Associate Professor of Aircraft and Rocket Building Department, SPIN-code: 9846-7090. AuthorID (SCOPUS): 57193513945. ResearcherID: R-6939-2018.

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

kosmos070969@mail.ruКузнецовВ. И.KuznetsovV. I.

Кузнецов Виктор Иванович, доктор технических наук, профессор (Россия), профессор кафедры «Авиа- и ракетостроение» ОмГТУ, SPIN-код: 1763-0468. AuthorID (РИНЦ): 161955. ResearcherID: N-9618-2016.

644050, Омск, пр. Мира, 11

Kuznetsov Viktor Ivanovich - Doctor of Technical Sciences, Professor, Professor of Aircraft and Rocket Building Department, OmSTU, SPIN-code: 1763-0468. AuthorID (RSCI): 161955. ResearcherID: N-9618-2016.

Omsk, Mira Ave., 11, 644050

vik.kuznetzov@yandex.ruКузнецоваИ. О.KuznetsovaI. O.

Кузнецова Ирина Олеговна - кандидат технических наук, доцент кафедры естественных наук и информационных технологий Омского института водного транспорта (филиал) Сибирского государственного университета водного транспорта; доцент факультета очного отделения Сибирского института бизнеса и информационных технологий, SPIN-код: 8418-3130. AuthorID (РИНЦ): 486124.

644099, Омск, ул. Ивана Алексеева, 4

Kuznetsova Irina Olegovna - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of Natural Sciences and Information Technologies Department, Omsk Institute of Water Transport — branch FSBEI of HE «Siberian State University of Water Transport», Omsk; Associate Professor at the Full-Time Faculty, Siberian Institute of Business and Information Technologies, SPIN-code: 8418-3130. AuthorID (RSCI): 486124.

Omsk, Ivan Alekseev St., 4, 644099

oat-schuka@mail.ruОмский государственный технический университетРоссияOmsk State Technical UniversityRussian FederationОмский институт водного транспорта (филиал) Сибирского государственного университета водного транспортаРоссияOmsk Institute of Water Transport — branch FSBEI of HE «Siberian State University of Water Transport»Russian Federation202430062024826167Copyright © Макаров В.В., Кузнецов В.И., Кузнецова И.О., 20242024Макаров В.В., Кузнецов В.И., Кузнецова И.О.Makarov V.V., Kuznetsov V.I., Kuznetsova I.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://ariem.omgtu.ru/jour/article/view/11

Рассмотрен вопрос создания критериальной базы рабочего процесса трубы Гартмана–Шпренгера на базе замкнутой математической модели. На базе замкнутой математической модели записаны основные параметры, влияющие на повышение полной температуры газа в конце тупиковой полости выше температуры торможения набегающего потока. Объединены параметры с одинаковой размерностью в одну группу, чтобы для всех этих величин получить только один безразмерный комплекс. Нахождение безразмерных комплексов на базе теории моделирования позволило определить критериальную базу рабочего процесса трубы Гартмана–Шпренгера.

The issue of creating a criteria base for the Hartmann–Sprenger pipe workflow based on a closed mathematical model is considered. On the basis of a closed mathematical model, the main parameters affecting the increase in the total temperature of the gas at the end of the dead-end cavity above the deceleration temperature of the incoming flow are recorded. Parameters with the same dimension are combined into one group so that only one dimensionless complex is obtained for all these quantities. Finding dimensionless complexes based on the modeling theory allowed us to determine the criteria base of the Hartmann–Sprenger pipe workflow.

критериальная базатруба Гартмана–Шпренгератупиковая полостьповышенная температура торможенияобмен работойобмен теплотойcriterion baseHartmann–Sprenger tubedead-end cavityincreased braking temperaturework exchangeheat exchangeReferencesБочарова А. В., Лебедев М. Г. Аэроакустический эффект Гартмана: Сто лет исследований и текущего состояния вопроса // Инженерный журнал: Наука и инновации. 2018. Вып. 9. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-9-1803.Bocharova A. V., Lebedev M. G. Aeroakusticheskiy effekt Gartmana: Sto let issledovaniy i tekushchego sostoyaniya voprosa [The aero-acoustic Hartmann effect: hundred years of research and the current state of the matter] // Inzhenernyy zhurnal: Nauka i innovatsii. Engineering Journal: Science and Innovation. 2018. Issue 9. DOI: 10.18698/2308-6033-2018-9-1803. (In Russ).Макаров В. В., Кузнецов В. И. Труба Гартмана–Шпренгера: эксперимент, теория, расчет: моногр. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2023. 64 с. ISBN978-5-8149-3579-3.Makarov V. V., Kuznetsov V. I. Truba GartmanaShprengera: eksperiment, teoriya, raschet [Hartmann–Sprenger tube: experiment, theory, calculation]. Omsk, 2023. 64 p. ISBN 978-5-8149-3579-3. (In Russ.).Зарипов Ф. А., Павлов Г. И., Накоряков П. В. [и др.]. Экспериментальное исследование колебательного процесса в цилиндрических трубах, заполненных газопузырьковой жидкостью // Вестник Тюменского государственного университета. Физико-математическое моделирование. Нефть, газ, энергетика. 2022. Т. 8, № 4 (32). С. 81–94. DOI: 10.21684/2411-7978-2022-8-4-81-94.Zaripov F. A., Pavlov G. I., Nakoryakov P. V. [et al.]. Eksperimental’noye issledovaniye kolebatel’nogo protsessa v tsilindricheskikh trubakh, zapolnennykh gazopuzyr’kovoy zhidkost’yu [Experimental study of the oscillatory process in cylindrical pipes filled with gas-bubble liquid] // Vestnik Tyumenskogo gosudarstvennogo universiteta. Fizikomatematicheskoye modelirovaniye. Neft’, gaz, energetika. Tyumen State University Herald. Physical and Mathematical Modeling. Oil, Gas, Energy. 2022. Vol. 8, no. 4 (32). P. 81–94. DOI: 10.21684/2411-7978-2022-8-4-81-94. (In Russ.).Терехов В. И., Богатко Т. В. Исследование аэродинамики и теплообмена отрывного течения в осесимметричном диффузоре при внезапном расширении трубы // Прикладная механика и техническая физика. 2015. Т. 56, № 3. С. 147–155. DOI: 10.15372/PMTF20150317. EDN: UEAZYL.Terekhov V. I., Bogatko T. V. Issledovaniye aerodinamiki i teploobmena otryvnogo techeniya v osesimmetrichnom diffuzore pri vnezapnom rasshirenii truby [Aerodynamics and heat transfer in a separated flow in an axisymmetric diffuser with sudden expansion] // Prikladnaya mekhanika i tekhnicheskaya fizika. Journal of Applied Mechanics and Technical Physics. 2015. Vol. 56, no. 3. P. 471–478. DOI: 10.15372/PMTF20150317. EDN: UEAZYL. (In Russ.).Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. В 2 ч. 5-е изд., перераб. и доп. Москва: Наука, 1991. Ч. 2. 304 с. ISBN 5-02-01 4962-4.Abramovich G. N. Prikladnaya gazovaya dinamika [Applied gas dynamics]. In 2 Parts. 5th ed., reprint. and add. Moscow, 1991. Part 2. 304 p. ISBN 5-02-01 4962-4. (In Russ.).Кузнецов В. И., Шандер А. Ю. Эффект Гартмана–Шпренгера и его применение на летательных аппаратах // Омский научный вестник. Серия «Авиационно-ракетное и энергетическое машиностроение». 2019. Т. 3, № 2. С. 150–155. DOI: 10.25206/2588-0373-2019-3-2-150-155.Kuznetsov V. I., Shander A. Yu. Effekt Gartmana– Shprengera i ego primeneniye na letatel’nykh apparatakh [Hartmann–Sprenger effect and its application on aircraft] // Omskiy nauchnyy vestnik. Seriya «Aviatsionno-raketnoye i energeticheskoye mashinostroyeniye». Omsk Scientific Bulletin. Series Aviation-Rocket and Power Engineering. 2019. Vol. 3, no. 2. P. 150–155. DOI: 10.25206/2588-0373-2019-3-2-150-155. (In Russ.).Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. Москва: Машиностроение, 1975. 559 с.Idelchik I. E. Spravochnik po gidravlicheskim soprotivleniyam [Handbook of hydraulic resistance]. Moscow, 1975. 559 p. (In Russ.).Попович С. С. Экспериментальное исследование влияния ударных волн на эффект безмашинного энергоразделения // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2016. № 3. С. 64–84. DOI: 10.7463/0316.0835444.3.Popovich S. S. Eksperimental’noye issledovaniye vliyaniye udarnykh voln na effekt bezmashinnogo energorazdeleniya [Experimental Research of Machineless Energy Separation Effect Influenced by Shock Waves] // Nauka i obrazovaniye: nauchnoye izdaniye MGTU im. N. E. Baumana. Science and Education of the Bauman MSTU. 2016. No. 3. P. 64–84. DOI: 10.7463/0316.0835444.3. (In Russ.).Волков К. Н., Емельянов В. Н., Ефремов А. В. [и др.]. Структура течения и колебания давления при взаимодействии сверхзвуковой недорасширенной струи газа с трубной полостью // Журнал технической физики. 2020. Т. 90 (8). 1254. DOI: 10.21883/JTF.2020.08.49534.328-19.Volkov K. N., Emel’yanov V. N., Efremov A. V. [et al.]. Struktura techeniya i kolebaniya davleniya pri vzaimodeystvii sverkhzvukovoy nedorasshirennoy strui gaza s trubnoy polost’yu [Flow Structure and Pressure Oscillations during the Interaction of a Supersonic Underexpanded Gas Jet with a Tubular Cavity] // Zhurnal tekhnicheskoy fiziki. Journal of Technical Physics. 2020. Vol. 90 (8). 1254. DOI: 10.21883/JTF.2020.08.49534.328-19. (In Russ.).Седов А. И. Методы подобия и размерности в механике. 8-е изд., перераб. Москва: Наука, 1977, 440 с.Sedov A. I. Metody podobiya i razmernosti v mekhanike [Methods of similarity and dimensionality in mechanics]. 8th ed., reprint. Moscow, 1977. 440 p. (In Russ.).Emelyanov V. N., Teterina I. V., Volkov K. N. [et al.]. Pressure oscillations and instability of working processes in the combustion chambers of solid rocket motors // Acta Astronautica. 2017. Vol. 135. P. 161–171. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.09.Emelyanov V. N., Teterina I. V., Volkov K. N. [et al.]. Pressure oscillations and instability of working processes in the combustion chambers of solid rocket motors // Acta Astronautica. 2017. Vol. 135. P. 161–171. DOI: 10.1016/j.actaastro.2016.09. (In Engl.).Голубев А. Ю., Ефимцов Б. М. Экспериментальные исследования аэроакустического возбуждения потоком резонансных колебаний в глубокой полости // Ученые записки ЦАГИ. 2014. № 3. С. 76–85. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnye-issledovaniya-aeroakusticheskogovozbuzhdeniya-potokom-rezonansnyh-kolebaniy-v-glubokoypolosti (дата обращения: 13.03.2024).Golubev A. Yu., Efimtsov B. M. Eksperimental’nyye issledovaniya aeroakusticheskogo vozbuzhdeniya potokom rezonansnykh kolebaniy v glubokoy polosti [Experimental studies of aeroacoustic excitation by a flow of resonant vibrations in a deep cavity] // Uchenyye zapiski TsAGI. Scientific Notes of TsAGI. 2014. No. 3. P. 76–85. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/eksperimentalnye-issledovaniya-aeroakusticheskogovozbuzhdeniya-potokom-rezonansnyh-kolebaniy-v-glubokoypolosti (accessed: 13.03.2024). (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.