ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Заключительные замечания из "Современные проблемы теплообмена" Определенные выводы и заключения содержатся в каждом из предыдущих разделов. Однако можно сделать некоторые замечания и по проблеме магнитогидродинамического теплообмена в целом. [c.63] Для большей ясности рассмотрим отдельно основные проблемы в каждой из указанных областей. [c.64] При наличии электрического поля в газе выделяется тепло за счет вязкостной и джоулевой диссипации. Температура газа в МГД генераторе должна быть (весьма высокой, чтобы проводимость была достаточно велика. (Эффективность МГД генератора определяется отношением мощности, отдаваемой во внешнюю цепь, к мощности, рассеиваемой на внутреннем сопротивлении). Поэтому в генераторе существуют потери благодаря теплоотдаче к стенкам и электродам. Расход мощности на питание магнита, тош Холла, приэлектродные скачки потенциала и концевые эффекты также ухудшают к. п. д. генератора. Высокая удельная мощность этих устройств делает проблему тепловых потерь еще более острой. [c.64] Потери мощности в генераторах и ускорителях в настоящее время определяются экспериментально в процессе подготовки проекта. Например, Роса Л. 41] приводит описание экспериментального МГД генератора на 10 кет, уделяя основное внимание наблюдавшимся проявлениям эффекта Холла. В рабочий газ добавлялись легкоионизирующиеся присадки, поэтому достаточно высокая проводимость достигалась при умеренной температуре. Перед входом в канал генератора газ подогревался в дуговом подогревателе. Измерения теплоотдачи не производились. Другие эксперименты, в том числе и измерения теплообмена, описаны в работе [Л. 54]. Фэй и Хоган [Л. 79] выполнили измерения теплоотдачи к проволочным электродам от газа с присадками, нагреваемого в ударной волне. Потенциал электродов изменялся при этом наблюдались явления, описанные в разделе IV, Г. [c.64] При проектировании будущих МГД генераторов и ускорителей со скрещенными полями много внимания, по-видимому, будет уделяться поискам наиболее подходящего рабочего тела и присадок, конструкции и способам охлаждения электродов и геометрии проточной части Л. 55]. Однако проблема уменьшения потерь тепла также займет не последнее место при проектировании МГД устройства с большим к. п. д. [c.64] В настоящее время возможность снижения теплообмена за счет воздействия на поток магнитного поля кажется значительно менее многообещающей, чем в 1957 г. Основные трудности связаны с большим весом магнита и джоулевыми потерями в обмотке магнита, для покрытия которых необходимы дополнительные источники энергии. Создание сверхпроводящих магнитов позволяет обойтись без источников энергии для поддержания магнитного поля, но, по-видимому, весовые характеристики такой системы будут все же хуже, чем у обычной тепловой защиты, так как необходима система охлаждения магнита. Кроме того, оказывается (см. раздел VI), что достаточно сильное влияние магнитного поля на теплообмен можно ожидать лишь в окрестностях-критической точки затупленного тела. [c.64] Развитие экспериментальных исследований теплообмена в магнитном поле до сих пор существенно тормозилось отсутствием практических потребностей, так как был сделан вывод, что электромагнитная тепловая защита никогда не станет конкурентоспособной с обычной тепловой защитой. Нельзя также не учитывать дороговизну и сложность подобных экспериментов. Однако в настоящее время уже намечаются области применения магнитного поля в аэродинамике тепловая защита при возвращении космического корабля из ближнего космоса, управление газовыми струями и др. [c.65] Прогресс в исследованиях теплообмена в магнитном поле тормозится из-за того, что еще не решены многие фундаментальные проблемы. Для их решения необходимы обширные экспериментальные исследования. В полной мере это справедливо для турбулентного течения в магнитном поле. За исключением книги Гарриса [Л. 82] и работ, выполненных в университете Пэрдью Л. 40], автору неизвестны другие попытки исследовать структуру турбулентного магнитогидродинамического течения. В университете Пэрдью были получены профили скорости при турбулентном течении ртути в поперечном магнитном поле. Там же планируются эксперименты по измерениям теплоотдачи при течении ртути в поперечном поле. Следует отметить ценность измерений профиля скорости, так как они позволят определить эмпирические константы в теории магнитогидродинамической турбулентности, основанной, скажем, на длине пути смещения. [c.65] Другой важной задачей, требующей решения, является исследование коэффициентов переноса частично ионизированных газов (особенно воздуха). Нет необходимости много говорить о важности подобных исследований. Ведь даже при отсутствии магнитного поля оценки теплообмена при скоростях около 8 500 м[сек противоречивы. [c.65] Как уже упоминалось, при наличии электрического и магнитного полей все классические задачи гидродинамики и теплообмена должны быть решены заново. Если учесть, что некоторые проблемы не исследованы полностью и в классической постановке, то учет эффекта Холла и других явлений, связанных с сильными полями, открывает перед исследователями безграничное поле деятельности. [c.65] В заключение следует отметить, что статья является обзорной и содержит лишь опубликованные ранее результаты. Автор выражает благодарность профессору Ликоудису за ценные предложения и замечания. [c.65] В статье использована система единиц МКС. Ниже перечислены наиболее часто встречающиеся символы смысл остальных определен в тексте. а — полуширина канала. [c.65] В — индукция магнитного поля, с — теплоемкость. [c.65] Е — напряженность электрического поля. [c.66] Ё — число Эккерта [уравнение (33)]. t, F — сила. [c.66] Ог — число Грасгофа [ уравнение (27)]. [c.66] Н — напряженность магнитного поля, j—плотность тока (/ — безразмерная плотность тока). [c.66] К — коэффициент генератора [уравнение (29)]. [c.66] М — число Гартмана [уравнение (30)]. л—число частиц в единице объема. [c.66] Вернуться к основной статье