Akademik

Криогенная аэродинамическая труба

Криогенная аэродинамическая труба: (от греческого kr(y)os — холод, мороз, лёд и -gen(e)s — рождающий, рождённый) — аэродинамическая труба, в которой рабочий газ охлаждается вплоть до температуры начала равновесной конденсации в потоке. Охлаждение потока производится с целью повышения Рейнолъдса числа Re за счёт уменьшения динамической вязкости. Другие известные способы увеличения Re путём увеличения полного давления p0 или характерных размеров l аэродинамической трубы и модели приводят к увеличению требуемой для проведения эксперимента мощности привода (N(∞)p0l2), тогда как увеличение чисел Рейнольдса путём снижения температуры торможения Т0 приводили уменьшению мощности привода (N(∞)T0,5).
Охлаждение рабочего газа — воздуха или азота — производится обычно путём впрыска и испарения в нём жидкого азота. При заданных давлении p0 и размере рабочей части l имеют место следующие зависимости основных параметров К. а. т. от температуры торможения при Маха числе
М = const: Re(∞)Т0-1,4,
расход газа G(∞)T0-0,5, скорость ω(∞)T00,5 и скоростной напор q = (ρ)ω2/2∞Gω/2 не зависит от Т0.
При Re = const, p0 = const расход полной энергии для обычной компрессорной трубы требуется примерно в 2 раза больший, чем для криогенной включая затраты на получение жидкого азота. Постоянство скоростного напора а является очень важным качеством К. а. т.: при охлаждении потока (p0 = const) Re растёт, а нагрузка на модель не изменяется, что позволяет исследовать раздельно влияние значения Re и аэроупругости на аэродинамические характеристики модели.
При криогенных температураx свойства воздуха (или азота) отличаются от свойств совершенного газа. Однако эти отличия при давлениях до 0,4 МПа и температурах, которые превышают температуры конденсации, составляют не более 1% и практически не сказываются на газодинамических характеристиках потока. Потому при анализе экспериментальных данных и проведении аэродинамических расчётов можно пользоваться уравнениями для совершенного газа с показателем адиабаты (γ) = 1,4.