ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расчетные соотношения для конвективного теплового потока и трения в камере жидкостных ракетных двигателей из "Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей Книга 2 Издание 4 " Переходя к в 1числению конвективного теплового потока в условиях ЖРД, предварительно сделаем следующие замечания. [c.25] Как отмечалось ранее, конвективный теплообмен в условиях ЖРД определяется параметрами ПС в пристеночном слое. Кроме того, на конвективный теплообмен в условиях ЖРД влияют п )оцессы диссоциации — рекомбинации, химические реакции горе-дия, испарения и разложения жидких компонентов в пограничном слое. Учесть все эти факторы трудно. Поэтому при выборе общих расчетных соотношений конвективного теплообмена в условиях ЖРД учитывают только влияние диссоциации — рекомбинации. Остальные факторы должны, если это окажется необходимым, учитываться при непосредственном расчете. [c.25] Влияние диссоциации — рекомбинации на тепловые потоки согласно работе В. М. Иевлева учитывают рассмотрением вместо действительного диссоциированного газа в пристеночном слое недиссоциированного газа того же элементарного состава, который соответствует соотношению компонентов в пристеночном слое. [c.25] Если течение действительного диссоциированного газа с Гог в пристеночном слое заменить течением недиссоциированного газа с Тог, Jor и Кист.рао то практически все приведенные ранее соотношения могут быть целиком использованы. Наконец, г течение газа в соплах происходит с большим градиентом изменения давления вдоль сопла. Однако полученные выше законы трения и теплообмена основаны на рассмотрении без-градиентных потоков. [c.26] Функция ф1 представлена на рис. 11.4 (А =1,20) в зависимости от в. Как видно из рисунка, функция ф1 в диапазоне изменения Р=0ч-0,3 или /) = 3- 1, соответствующих сечениям камеры сгорания, дозвуковой и критической областям сопла, изменяется в пределах 1,0 — 0,94, т. е. мало отличается от единицы. Влияние Тег незначительно. Таким образом, для определения д и х надо найти безразмерные коэффициенты теплоотдачи и трения а,, и а. [c.27] Учитывая, что отношение z z слабо влияет на а,., т. е. находится в малой степени — см. (11.63), то практически можно 7т/7 не вычислять, а принять его для всей длины обтекаемого контура постоянным и равным значению в критическом сечении. Приняв отношение z jz постоянным, нет необходимости решать совместно оба интегральных соотношения, достаточно решить одно, например, интегральное соотношение энергии (11.36). [c.28] Величина Zt(0) характеризует состояние пограничного слоя в сечении x = 0 и определяется развитием его на предшествующем участке. Поэтому, помещая начало координат (х = 0) в сечение вблизи головки, где заканчивается выгорание пристеночного слоя (см. рис. 11.2), можно положить Zt(0) = 0, считая, что здесь только начинает формироваться пограничный слой. [c.29] Как показывают расчеты, эеличина теплового потока слабо зависит от места начала развития пограничного слоя и неточность в привязке начала координат х = 0 в камере не очень важна. [c.29] Расчет тепловых потоков удобно вести при постоянной температуре стенки на всей длине камеры сгорания и сопла. В дальнейшем при расчете местных условий теплообмена температура стенки на каждом участке камеры сгорания и сопла будет уточнена. [c.29] Рассчитывая величины по (11.80), целесообразно оставить координату X, отсчитываемую по образующей контура и легко находимую из чертежа простым измерением, без изменения. [c.29] Порядок расчета тепловых потоков и трения в камере сгорания. [c.30] Анализ зависимости конвективных тепловых потоков. Приближенные расчетные формулы. Для выяснения влияния различных факторов на распределение конвективных теплорых потоков по камере и соплу и получения удобных расчетных формул преобразуем основное соотношение тепловых потоков (11.72). [c.32] Подставим в (11.89) выражение Zj из (11.86), где предварительно раскроем число Рейнольдса Reo в соответствии с (11.87). [c.32] Пр имечание. Показатели 0,595 и 0,15 членов (1 + Гсх) и (3 + Гст) получены с учетом того, что в (11.72) приближенные показатели 0,82 и 0,18 имеют более точные значения — соответственно 0,823 и 0,177. См. примечание к выражению (11.58). [c.33] Получили соотношение для конвективного теплового потока, которое позволяет проанализировать влияние некоторых параметров на д. [c.33] Как следует из (11.95), величина конвективного теплового потока в ос-новом определяется функцией 5, которая сильно зависит от разности энтальпий /ог Лт5 давления в камере Л — чем оно больше, тем выше тепловой поток, и в слабой степени от (с увеличением тепловые потоки несколько уменьшаются). [c.33] Влияние этой функции в дозвуковой и критической частях сопла небольшое, но функция заметно понижается по мере увеличения х, т. е. сверхзвуковой части сопла. Поэтому распределение как бы смещается в дозвуковую область, действительный максимум достигается в докритической области, хотя он и расположен вблизи критического сечения, а значения д в сверхзвуковой части сопла становятся меньшими. На рис. 11.7 приведено типичное распределение и характерных параметров пограничного слоя вдоль камеры сгорания и сопла. [c.34] Соотношение (11.95) можно использовать в расчетной практике. Оно вносит некоторую погрешность против рассмотренного ранее порядка расчета в отношении погрешности, вносимой аппроксимирующей формулой (11.89) вычисления по 2 ., которая мала в практическом диапазоне изменения 2 . [c.35] При использовании приведенных выше соотношений величины подставляются в размерностях — Па, К — Дж/(кг град), х — Н с/м и J—Дж/кг. В этом случае размерность функции 5 — [Дж/(м -с)] [мс /(кг -град )] и тепловой поток получится д — Дж/(м с) или Вт/м . [c.35] Во многих практических случаях вычисление распределения Конвективных тепловых потоков по КС и соплу с достаточной точностью можно производить, пользуясь формулой пересчета. С помощью этой формулы, используя известное распределение. Можно найти распределение конвективного теплового потока для любого другого случая. [c.35] Вернуться к основной статье