Caracterización del flujo en la instalación supersónica de aire caliente SBR-50
Autores: Andrews, Philip; Lax, Philip; Elliott, Skye; Firsov, Alexander; Leonov, Sergey
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Caracterización del flujo en la instalación supersónica de aire caliente SBR-50
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Súper sónico
Túnel de viento
Instalación
Investigación experimental
Interacciones de ondas de choque
Temperatura del gas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
El túnel de viento supersónico SBR-50 en la Universidad de Notre Dame fue construido en 2015 para investigaciones experimentales relacionadas con las interacciones de ondas de choque (SW) con obstáculos y capas límite (BL), así como la combustión supersónica y un control de flujo basado en plasma. Actualmente, la instalación proporciona el siguiente rango de parámetros de flujo con un área de sección de prueba en la salida de la boquilla de 76.2 x 76.2 mm: número de Mach M=2 y 4, presión total p0= 1-4 bar, temperatura de estancamiento T0= 300-775 K, y duración típica del flujo en estado estacionario t= 0.5-2 s. Una característica distintiva de la instalación es el calentador de gas óhmico instalado en una larga sección de plenum. El objetivo de este estudio es caracterizar el flujo en la instalación SBR-50, específicamente la dinámica de la temperatura del gas. Se aplicaron dos métodos de medición para la recopilación de un conjunto de datos detallado: mediciones con termopares y velocimetría de marcas térmicas basada en schlieren (destello láser). Los datos experimentales se comparan con la modelización 3D de Navier-Stokes de los parámetros del gas a lo largo de toda la trayectoria de flujo. En particular, este estudio demuestra que los esquemas originales de la instalación (el concepto de un pistón virtual en el plenum) permiten una operación más prolongada con una temperatura de estancamiento constante en comparación con un volumen de plenum constante con enfriamiento adiabático del gas almacenado.
Descripción
El túnel de viento supersónico SBR-50 en la Universidad de Notre Dame fue construido en 2015 para investigaciones experimentales relacionadas con las interacciones de ondas de choque (SW) con obstáculos y capas límite (BL), así como la combustión supersónica y un control de flujo basado en plasma. Actualmente, la instalación proporciona el siguiente rango de parámetros de flujo con un área de sección de prueba en la salida de la boquilla de 76.2 x 76.2 mm: número de Mach M=2 y 4, presión total p0= 1-4 bar, temperatura de estancamiento T0= 300-775 K, y duración típica del flujo en estado estacionario t= 0.5-2 s. Una característica distintiva de la instalación es el calentador de gas óhmico instalado en una larga sección de plenum. El objetivo de este estudio es caracterizar el flujo en la instalación SBR-50, específicamente la dinámica de la temperatura del gas. Se aplicaron dos métodos de medición para la recopilación de un conjunto de datos detallado: mediciones con termopares y velocimetría de marcas térmicas basada en schlieren (destello láser). Los datos experimentales se comparan con la modelización 3D de Navier-Stokes de los parámetros del gas a lo largo de toda la trayectoria de flujo. En particular, este estudio demuestra que los esquemas originales de la instalación (el concepto de un pistón virtual en el plenum) permiten una operación más prolongada con una temperatura de estancamiento constante en comparación con un volumen de plenum constante con enfriamiento adiabático del gas almacenado.