Full-scale-model tests of materials and coatings at simulation of intense radiation and convective heat transfer of heat power equipment elements

Abstract

There is presented the development of the experimental thermal booth for research and model (similar to full-scale) testing of materials and coatings for simulating complex heat transfer with a substantial portion of the radiant components in various types of combustion chambers during operation turbine elements, a variety of heat and power units, aero-space vehicles.

Keywords

combustion chambers / radiation and convective heat transfer / natural-model tests / simulation of the spectrum and flux / indicator diagram / heat stand / insulating materials and coatings

References

[1] Чирков А.А. Об уровне научных исследований теплопередачи в двигателях внутреннего сгорания. Ярославский технологический институт. - М. «Вестник машиностроения». - 1962. - № 6. - С. 112-124.

[2] Pflaum W. Die Warmeubertragung bei Dieselmaschinen mit unci ohne Auflagung. «Motor Technische Zeitung». - 1961. - № 3. - S. 570.

[3] Dannecker R., Noll B., Hase M., Krebs W., K Schildmacher.-U., Koch R., Aigner M. Impact of radiation on the wall heat load at a test bench gas turbine combustion chamber: measurements and CFD simulation. URL: http://inzhenery.su/slovar/sapr/vliyanie-teploobmena-izlucheniem-na-sumarnyy-teplovoy-potok-v-stenku-modelnoy-kamery-sgoraniya-gazov.html (дата обращения 12.12.2012).

[4] Siegel R. Internal Radiation Effects in Zirconia Thermal Barrier Coatings. AIAA J. Thermophysics Heat Trans. 1996.- Vol. 10, no. 4, p. 707-709.

[5] Manara J., Arduini-Schuster M., Rätzer-Scheibe H.-J. and Schulz U. Infrared-optical properties and heat transfer coefficients of semitransparent thermal barrier coatings. Surface and Coatings Technology. 2009. Vol. 203. Issue 8. P. 1059-1068.

[6] Товстоног В.А., Мосалов Ф.Ф., Мерзликин В.Г. Постановка и решение задач радиационно-кондуктивного теплообмена в многослойных рассеивающих средах. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2008. №1. C.12-29.

[7] Merzlikin V., Sidorov O., Cheranev S., Antonakopoulos N. Optimal Spectral Optical and Thermo Radiating Characteristics of Semitransparent Heat-Insulating Coatings for Low-Heat-Rejection Diesel Engines. 11th Int. Conference on Engines and Vehicle (ICE2011). 11 September 2011, Capri - Naples, Italy. Book of abstracts, 2011. P

[8] Conference CD-ROM. Paper No 11ICE-0173. 10 p.p.

[9] Бажайкин А.Н. Характеристики воспламенения и горения топливной струи в теплоизолированных камерах сгорания. // ЦНИДИ. Журнал Двигателестроение. 1992.

[10] Кавтарадзе Р.З. Локальный теплообмен в поршневых двигателях. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2001. 592 с.

[11] Rakopoulos C.D., Giakoumis E.G. Diesel Engine Transient Operation. Principles of Operation and Simulation Analysis. e-ISBN 978-1-84882-375-4. Springer-Verlag London Limited. 2009.390 p.

[12] Зуев А.А. О возможности уменьшения теплового потока через поршень тракторного двигателя. Л. Записки ленинградского технологического института. 1967. - Т. 108. Вып. 2.

[13] Физическое и математическое моделирование оптикофизических характеристик теплоизолирующих покрытий камеры сгорания при высокоинтенсивном конвективном и радиационном нагреве. Отчет о НИР по гранту Москвы, мер. 1.1.1. М.: МГТУ «МАМИ», 2005. 87 с.

[14] Мерзликин В.Г., Товстоног В.А., Максимов Ю.В. и др. Излучатель тепловой энергии. Правообладатель Университет машиностроения. Заявка на устройство. Регистрационный № 2013123324 от 22.05.2013.

[15] Мерзликин В.Г., Товстоног В.А., Максимов Ю.В. и др. Способ тепловых испытаний материалов и изделий. Заявка на способ. Правообладатель Университет машиностроения. Регистрационный № 2013123326 от 22.05.2013

[16] Мерзликин В.Г., Максимов Ю.В., Максимов А.Д., Товстоног В.А., Чирин К.В., Елисеев В.Н. Физико-химическая установка для обработки металлов и материалов. Экспонат на 14-й Международной специализированной выставке «Оборудование, приборы и инструменты для металлообрабатывающей промышленности» (27 - 31 мая 2013 г.). М.: - Каталог выставки «Металлообработка 2013». Изд. ЦВК «Экспоцентр». Стенд 84В47 (Университет машиностроения). С. 115.

[17] Мерзликин В.Г., Худяков С.В., Предигер В., Сажин C.С. Оптимизация спектральных характеристик терморадиационных источников и облучаемых сред и материалов в природе и технике. М.: Сб. трудов межд. научно-практ. конф. «Инновации: перспективы, проблемы, достижения» под ред. А.А. Гажура. Разд. 3 «Инновации в организации и управлении производством, образованием и наукой». 27 мая 2013 г. ISBN 978-5-81215-1889-6. С. 371 - 382.

[18] Мерзликин В.Г., Бекаев А.А., Сутугин В.Г., Кузнецов Ю.А. Полупрозрачное теплозащитное покрытие с отражающим оксидированным подслоем. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. №4, 2012. С. 16-29.

[19] Товстоног В.А., Мерзликин В.Г. Методика и программное обеспечение для расчета радиационных и температурных полей плоских образцов многослойных полупрозрачных материалов при сложной радиационно-конвективной тепловой нагрузке. М.: МГТУ «МАМИ», электронное учебное пособие, ISBN 5-94099-031-2, 2004.

[20] Takeshi Sugihara, Kenjiro Shimano, Yoshiteru Enomoto, Yasuko Suzuki, Masahiko Emi. Direct Heat Loss to Combustion Chamber Walls in a D.I. Diesel Engine. - 8th Int. Conf. on Engines for Automobile - ICE2007, 16 September. 2007. - Capri - Naples, Italy. Book of abstracts, 2007. P. 6. - Conference CD-ROM, paper № 2007-24-0006, p.p. 12.

[21] Имитация космического полета [Электронный ресурс]. URL: http://astronaut.ru/bookcase/books/sharp01/text/26.html?reload_coolmenus

[22] Космос начинается на Земле [Электронный ресурс]. URL: http://vbega.ru/book/e2e28ed.html.

[23] Комплекс стендов и оборудования ЦСКБ “Прогресс” для исследования и испытания КА и их систем [Электронный ресурс]. URL: http://www.sumspace.ru.

[24] ОАО “НПО “Молния”. Лабораторная и стендовая база [Электронный ресурс]. URL: [e-mail]; [e-mail].

[25] Елисеев В.Н., Товстоног В.А. Анализ технических возможностей создания высокоэффективных установок радиационного нагрева для тепловых испытаний объектов аэрокосмической техники. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2011. № 1. С.57 - 70.

[26] Елисеев В.Н., Товстоног В.А. Особенности моделирования тепловых режимов крупногабаритных космических. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2012. №3. С. 22 - 32.

[27] Товстоног В.А., Томак В.И., Цветков С.В., Чирин К.В. Экспериментальный комплекс для теплопрочностных испытаний материалов и элементов конструкций при высокоинтенсивном нагреве. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2009. № 1. C.67-76.

[28] Елисеев В.Н., Товстоног В.А. Характеристики источников излучения и излучательных систем высокоинтенсивного нагрева. // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. «Машиностроение». 2001. № 4. C. 3-32.

[29] Merzlikin V., Elieseev V., Gazhur A., Prediger V. Stand modeling of radiant and convective impact for the heat-insulated combustion chamber. FISITA World Automotive Congress. Maastricht, 01 - 06 June 2014, congress CD-ROM, paper № F2014-CET-143, p.p. 1 - 8.

RIGHTS & PERMISSIONS

Merzlikin V.G., Maximov A.D., Tovstonog V.A., Krokhalev I.N.