probenerИзвестия высших учебных заведений. ПРОБЛЕМЫ ЭНЕРГЕТИКИPower engineering: research, equipment, technology1998-99032658-5456Kazan State Power Engineering University10.30724/1998-9903-2018-20-9-10-60-70probener-756Research ArticleЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕPOWER, METALLURGICAL AND CHEMICAL ENGINEERINGСРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ОСОБЕННОСТЕЙ РАСПЫЛА НАГРЕТОГО ГАЗА И ПЕРЕГРЕТОЙ ЖИДКОСТИ ЧЕРЕЗ ЦИЛИНДРИЧЕСКИЕ КАНАЛЫ СО СРЕЗАМИCOMPARATIVE ANALYSIS OF THE FEATURES OF SPRAYING A HEATED GAS AND SUPERHEATED LIQUID THROUGH CYLINDRICAL CHANNELS WITH SLICEShttps://orcid.org/0000-0002-4481-3607ПлотниковЛ. В.PlotnikovL. V.

канд. техн. наук, доцент кафедры «Турбины и двигатели»

PhD (tech) Sci, associate Professor, Department of turbines and engines

plotnikovlv@mail.ruБродовЮ. М.BrodovY. M.

д-р техн. наук, зав. «Турбины и двигатели»

Sci (physical&mathematical), Professor, Department «Heat power and heat engineering»

turbine66@mail.ruЖилкинБ. П.ZhilkinB. P.

д-р физ.-мат. наук, профессор кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника»

Doc. Sci (tech), head Department of turbines and engines

tot@ustu.ruКочевН. С.KochevN. S.

аспирант кафедры «Теплоэнергетика и теплотехника»

postgraduate student, Department «Heat power and heat engineering»

kochev91@list.ruУральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина, г. ЕкатеринбургРоссияUral Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin, EkaterinburgRussian Federation201823012019209-106070Copyright © Плотников Л.В., Бродов Ю.М., Жилкин Б.П., Кочев Н.С., 20192019Плотников Л.В., Бродов Ю.М., Жилкин Б.П., Кочев Н.С.Plotnikov L.V., Brodov Y.M., Zhilkin B.P., Kochev N.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.energyret.ru/jour/article/view/756

В статье представлены результаты экспериментальных исследований распыла нагретого газа и перегретой жидкости через насадки со срезами с целью установления закономерностей влияния конфигурации каналов на характеристики струй. Описываются экспериментальные установки, методика проведения опытов и приборноизмерительная аппаратура. Для визуализации процесса истечения жидкостей и газов использованы фотосъемка и тепловизионная диагностика. Установлено, что при истечении нагретого газа через насадки со срезом отсутствует смещение оси струи относительно оси выходного отверстия. При истечении перегретой воды через насадки со срезом выходного отверстия, имеет место смещение оси струи в направлении нормали к поверхности среза в диапазоне 15–18 градусов относительно оси распыливающего отверстия.

The article presents the experimental studies results of a superheated liquid and a heated gas spraying through nozzles with cuts in order to determine the influence of the channel configuration on the characteristics of the jets. Experimental setups, experimental methods and instrumentation are described in the article. Photographing and thermal imaging was used to visualize the flow of liquids and gases. It was determined that there is no displacement of the jet axis relatively to the axis of the outlet opening when the heated gas flows through the nozzles with a cut. It is shown that there is a displacement of the axis of the jet relative to the axis of the outlet in the range of 15-18 degrees when the superheated water flows through the nozzles having a cut of the off outlet.

распыл жидкостей и газовщелевые каналывзрывное вскипаниеэкспериментальные исследованияхарактеристики струиspraying of liquids and gasesslit channelsexplosive effervescenceexperimental studiesjet characteristicsReferencesВитман Л.А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками /Под ред. С.С. Кутателадзе. М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. 258 с.Vitman L.A., Kacnel'son B.D., Paleev I.I. Spraying liquid nozzles. Ed. S.S. Kutateladze. Moscow: State Energy Publishing House, 1962. 258 p.Дитякин Ю.Ф., Клячко Л.А. Распыливание жидкостей. М.: Машиностроение, 1977. 206 с.Ditjakin Ju.F., Kljachko L.A. Spraying of liquids. Moscow: Mechanical Engineering, 1977. 206 p.Liu H. Science and Engineering of Droplets Fundamentals and Applications. William Andrew Publishing: Noyes, 2000. 508 p.Liu H. Science and Engineering of Droplets Fundamentals and Applications. William Andrew Publishing: Noyes, 2000. 508 p.Experimental researches regarding the dispersion angle of the nozzle jet from spraying machines / Roşu M., Cǎsǎndroiu T., Matache M.G., Vlǎduţ V., Pruteanu A. // UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering. 2018. Vol. 80, No 1. P. 207–218.Experimental researches regarding the dispersion angle of the nozzle jet from spraying machines / Roşu M., Cǎsǎndroiu T., Matache M.G., Vlǎduţ V., Pruteanu A. // UPB Scientific Bulletin, Series D: Mechanical Engineering. 2018. Vol. 80, No 1. P. 207–218.Влияние альтернативного процесса впрыскивания топлива на локальные образования оксидов азота и сажи в камере сгорания дизеля / Р. З. Кавтарадзе, Д. О. Онищенко, И. А. Зиновьев, А. С. Голосов // Известия Российской академии наук. Энергетика. 2016. № 5. С. 152–159.Influence of the alternative process of fuel injection on local formations of nitrogen oxides and soot in the combustion chamber of a diesel engine / R.Z. Kavtaradze, D.O. Onishhenko, I.A. Zinov'ev, A.S. Golosov // Izvestiya of the Russian Academy of Sciences. Power Engineering. 2016. No 5. P. 152–159.G. P. Merker, C. Schwarz, G. Stiesch, F. Otto. Simulating Combustion, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. 401 р.G.P. Merker, C. Schwarz, G. Stiesch, F. Otto. Simulating Combustion, Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. 401 р.Грехов Л.В. Впрыскивание дизельного топлива под давлением до 400 МПа / Л.В. Грехов, А.А. Денисов, Е.Е. Старков // Национальная ассоциация ученых, 2015. № 8. С. 24–28.Grehov L.V. Injection of diesel fuel under pressure up to 400 MPa / L.V. Grehov, A.A. Denisov, E.E. Starkov // National Association of Scientists, 2015. No 8. P. 24–28.Грехов Л.В. Аккумуляторные топливные системы двигателей внутреннего сгорания типа Common Rail / Л.В. Грехов. М.: МГТУ, 2000. 64 с.Grehov L.V. Accumulator fuel systems of internal combustion engines of the Common Rail type / L.V. Grehov. Moscow: MSTU, 2000. 64 p.Effect of the nozzle holder on injected fuel temperature for experimental test rigs and its influence on diesel sprays / J. Gimeno, P. Martí-Aldaraví, M. Carreres, J.E. Peraza // International Journal of Engine Research. 2018. Vol. 19, No 3. P. 374–389.Effect of the nozzle holder on injected fuel temperature for experimental test rigs and its influence on diesel sprays / J. Gimeno, P. Martí-Aldaraví, M. Carreres, J.E. Peraza // International Journal of Engine Research. 2018. Vol. 19, No 3. P. 374–389.Zhilkin B.P., Zaikov N.S., Kisel'nikov A.Yu., Mirenskii V.Yu., Khudyakov P.Yu. Thermal imaging identification of turbulent structures in gas flows // Instruments and experimental techniques. 2006. Vol. 53, No 1. P. 143–146.Zhilkin B.P., Zaikov N.S., Kisel'nikov A.Yu., Mirenskii V.Yu., Khudyakov P.Yu. Thermal imaging identification of turbulent structures in gas flows // Instruments and experimental techniques. 2006. Vol. 53, No 1. P. 143–146.Жилкин Б.П., Ларионов И.Д., Шуба А.Н. Устройство для измерения температурного поля газового потока. Патент на изобретение № 2230300 RU от 10.04.2002.Zhilkin B.P., Larionov I.D., Shuba A.N. Device for measuring the temperature field of a gas stream. Patent for invention № 2230300 RU of 10.04.2002.Zhilkin B.P., Larionov I.D., Shuba A.N. Applications of an infrared imager for determining temperature fields in gas flows // Instruments and experimental techniques. 2004. Vol. 47, No 4. P. 545–546.Zhilkin B.P., Larionov I.D., Shuba A.N. Applications of an infrared imager for determining temperature fields in gas flows // Instruments and experimental techniques. 2004. Vol. 47, No 4. P. 545–546.Бусов К.А. Динамические характеристики струй перегретой воды при истечении через короткие каналы / К.А. Бусов // Тепловые процессы в технике. 2011. Т. 3, № 7. С.308–313.Busov K.A. Dynamic characteristics of jets of superheated water when flowing through short channels / К.А. Busov // Thermal processes in engineering. 2011. Vol. 3. No 7. Р.308–313.Влияние термических и геометрических факторов на распыл жидкости при взрывном вскипании / Н.А. Мажейко, А.В. Решетников, К.А. Бусов, В.П. Коверда, А.А. Старостин, Л.В. Плотников, Б.П. Жилкин, Ю.М. Бродов // Тяжелое машиностроение. 2014. № 6. С. 35–40.The influence of thermal and geometric factors on the spraying of liquids during explosive boiling / N.A. Mazhejko, A.V. Reshetnikov, K.A. Busov, V.P. Koverda, A.A. Starostin, L.V. Plotnikov, B.P. Zhilkin, Yu.M. Brodov // Heavy machine building. 2014. No 6. P. 35–40.Reshetnikov A.V., Mazheiko N.A., Skokov V.N., Koverda V.P. Hydrodynamic response to explosive boiling-up in a jet of superheated water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 85. P. 965–970.Reshetnikov A.V., Mazheiko N.A., Skokov V.N., Koverda V.P. Hydrodynamic response to explosive boiling-up in a jet of superheated water // International Journal of Heat and Mass Transfer. 2015. Vol. 85. P. 965–970.Reshetnikov A.V., Busov K.A., Mazheiko N.A., Skokov V.N., Koverda V.P. Transient behavior of superheated water jets boiling // Thermophysics and Aeromechanics. 2012. Vol. 19, No 2. P. 329–336.Reshetnikov A.V., Busov K.A., Mazheiko N.A., Skokov V.N., Koverda V.P. Transient behavior of superheated water jets boiling // Thermophysics and Aeromechanics. 2012. Vol. 19, No 2. P. 329–336.

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