Экспериментальное исследование путей снижения температуры теплоизолированной стенки в высокоскоростном газокапельном потоке

Хорошо известно, что чем выше скорость газового потока, тем больше его термодинамическая температура отличается от температуры адиабатического торможения. Например, при звуковой скорости течения воздушного потока это отличие составляет 17%, а при Махе 3 уже 65%. При этом поверхность плоской теплоизолированной пластины, помещенной в высокоскоростной поток, принимает температуру отличную как от температуры торможения, так и от термодинамической температуры. Например, для воздуха при звуковой скоро сти это отличие составляет 2%, а при Махе 3 – 7%. Т.е. она фактически очень близка к температуре адиабатического торможения потока. Во многих прикладных задачах (теплозащита, безмашинное энергоразделение и т.п.) снижение температуры теплоизолированно й поверхности относительно температуры торможения приводит к существенному повышению положительного эффекта. Возникает вопрос - возможно ли создать в потоке такие условия, при которых температура поверхности теплоизолированной стенки была бы близка к термодинамической температурепотока – минимально возможной температуре потока. По мнению авторов проекта, решение данной задачи возможно через использование свойств газокапельных жидкостей с малой массовой концентрацией (до процента) жидкой фазы. В таком случае жидкая фаза практически не влияет на свойства основного газового потока, при этом сами капли могут охлаждаться до термодинамической температуры потока. Организовав выпадение охлажденных капель на стенку, возможно добиться существенного снижения температуры ее поверхности. Проектом предусматривается проведение экспериментальных исследований с целью определить влияние параметров высокоскоростного газокапельного потока (концентрация капель, размеры капель, число Маха и т.п.) и внешних воздействий (интенсивность ударных волн и их конфигурация) на температуру теплоизолированной стенки.