Пористое охлаждение

Система пористого охлаждения приобретает ряд качественно новых [c.8]

Безразмерный параметр пористого охлаждения В характеризует соотношение между величинами теплоты, поглощенной охладителем внутри стенки, и передаваемой через нее теплопроводностью. [c.48]

Все упомянутые выше процессы сводятся к двум основным вариантам (рис. 3.12) в зависимости от соотношения между направлениями потоков теплоносителя и падающего излучения. Противоточная схема (тепловой экран с транспирацией) соответствует задачам пористого охлаждения, прямоточная - теплообмену в объемных гелиоприемниках. Отличительной особенностью последних является возможность нагрева газа в матрице до очень высокой температуры, существенно превышающей допустимую температуру прозрачной линзы, сквозь которую предварительно проходит излучение. Подаваемый холодный газ охлаждает прозрачную линзу, после этого он нагревается по мере течения сквозь пористый слой и максимальная температура достигается на выходе из него. При этом входные, менее нагретые слои матрицы частично экранируют собственное излучение от внутренних,бол ее нагретых, [c.60]

Как показывают расчеты, такая схема присуща процессам пористого охлаждения при значениях направленного конвективного теплового потока, отнесенного к толщине пористой стенки 5, меньших qjb < [c.155]

В системе пористого охлаждения газ-охладитель продувается через пористую стенку и выходит на поверхность, омываемую горячим потоком газа (рис. 12.6). Поперечный поток охладителя на поверхности соприкосновения горячего газа со стенкой изменяет [c.416]

Система пористого охлаждения рассматривается в главе XVI, ч. 11. [c.416]

В системе пористого охлаждения вместо газа-охладителя можно использовать жидкость. Тогда поверхность соприкосновения стенки с горячим газом будет покрыта тонкой пленкой жидкости. На непроницаемой поверхности пленку можно получить выдавливанием жидкости через щелевые каналы. [c.422]

Система пористого охлаждения [c.474]

Схема пористого охлаждения показана на рис. 16.2. Омываемая горячим газом стенка выполнена из пористого материала через нее в направлении горячего газа продавливается охладитель — газ или жидкость. [c.474]

Пористое охлаждение уменьшает сопротивление трения высокотемпературного газового потока о стенку примерно в такой же мере, как уменьшается коэффициент теплоотдачи. [c.475]

По расходу охладителя на каждый квадратный метр защищаемой поверхности пористое охлаждение более эффективно, чем конвективное (разомкнутая система), пленочное или заградительное охлаждение. Но его применение связано с изготовлением пористых стенок. Кроме того, при эксплуатации такой системы необходимо [c.478]

Пористое охлаждение можно использовать ддя защиты отдельных элементов летательных аппаратов или жидкостных ракетных двигателей. [c.479]

ПОРИСТОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ ПЛАСТИНЫ [c.62]

Рис. 2-21. Пористое охлаждение плоской пластины.

Рис. 2-23. Пористое охлаждение пластины (граничные условия третьего рода).

Пористое охлаждение 62 Прандтля число 155 [c.480]

А пленочное охлаждение б и а — заградительное охлаждение г —пористое охлаждение / — основное твердое топливо 2 —твердое топливо с низкой температурой горения 5—зона холодного пограничного слоя 4 — зона горячего газа. [c.15]

По расходу охладителя на единицу защищаемой поверхности пористое охлаждение более эффективно, чем рассмотренные ранее способы тепловой защиты. Но использование пористого охлаждения требует изготовления пористых стенок по довольно сложной технологии. Кроме того, при эксплуатации такой системы необходимо принимать меры для очистки охладителя, чтобы избежать засорения пор. В настоящее время пористое охлаждение применяется в ракетных двигателях на водородном топливе, авиационных двигателях, электродуговых подогревателях газа, МГД-установках, теплообменных аппаратах и т. д. [c.18]

ВИСИТ лишь ОТ внешних параметров [коэффициента теплообмена (а/Ср)о, энтальпии 1е и давления ре] и температуры поверхности Tw Здесь qa и <7н — конвективный и радиационный тепловые потоки к непроницаемой стенке, г — степень черноты поверхности. Подробнее эти вопросы будут рассматриваться в последующих главах, посвященных пористому охлаждению и механизмам разрушения различных классов материалов. Величина qx зависит от температурного поля внутри покрытия, а также от коэффициента теплопроводности материала, как это следует из закона Фурье [c.52]

Пористое охлаждение сочетает в себе многие лучшие черты разрушающейся тепловой заш,иты с преимуществами систем с накоплением тепла. Наиболее важным является то, что за счет активного взаимодействия охладителя с набегающим потоком газа уменьшается тепловой поток к поверхности, но внешний контур поверхности тела не изменяется во времени, как бы долго ни продолжалось тепловое воздействие. [c.91]

Механизм пористого охлаждения складывается в общем из двух процессов внутреннего теплообмена, во время которого газ отбирает тепло от пористой стенки при фильтрации к внешней поверхности, и внешнего теплообмена, когда охлаждающий газ, покинув стенку, диффундирует через пограничный слой, разбавляя и оттесняя от поверхности высокотемпературный газовый поток. Именно этот второй процесс обеспечивает более высокую эффективность пористого охлаждения по сравнению с системами накопления тепла. [c.91]

Пористое охлаждение может быть реализовано с помощью нескольких конструктивных решений. Для определенности собственно пористым называют лишь такое охлаждение, когда через поверхность с равномерной пористостью подают газообразный охладитель. [c.94]

Рассмотрим процессы, определяющие эффективность пористого охлаждения. Охладитель поступает к нижней поверхности пористой стенки с температурой Го и расходом Gg (рис. 4-2). Навстречу ему от внешнего потока по твердым перемычкам, образующим стенки пор, распро-94 страняется тепло с помощью молекулярной теплопроводности. После [c.94]

Экспериментальные данные указывают на зависимость коэффициента теплопроводности при одинаковой пористости Я от размера и формы пор (рис. 4-7). Влияние этих двух параметров связано с появлением свободной конвекции в порах и обычно лежит в пределах 10—15%. Следует отметить, что при малых плотностях пористых систем свободная конвекция может стать основным механизмом переноса тепла в них, причем коэффициент эффективной теплопроводности Яе при уменьшении ps может даже увеличиваться. Однако в системах пористого охлаждения свободная конвекция не играет существенной роли из-за наличия интенсивного направленного потока фильтрующихся газов. [c.98]

Если в тех же тепловых условиях применить систему пористого охлаждения, то расход охладителя, требующийся для поддержания температуры внешней поверхности на том же уровне, окажется существенно меньше. Действительно, в данном случае тепловой баланс единичной поверхности пористой стенки может быть записан в следующем виде [c.116]

Способ транспирационного охлаждения конструкций, на которые воздействуют внешние тепловые конвективные или лучистые потоки высокой плотности (см. рис. 1.1), обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с другими видами тепловой защиты а - высокой эффективностью использования охладителя б - контролируемым уменьшением внешнего конвективного теплового потока, достигающего поверхности за счет регулируемого вдува охладителя в - снижением внешнего лучистого теплового потока при подаче газовзвеси с твердыми частицами, а также лучепоглощающего газа или паров г - отсутствием ограничений по величине внешнего теплового потока при сохранении неизменности формы и целостности охлаждаемой поверхности. В ряде случаев при чрезвычайно высоких тепловых потоках, сложной конструкции или малой доступности поверхности пористое охлаждение -единственно возможный метод тепловой защиты. [c.7]

Выполненный анализ пористого охлаждения с использованием диссоциирующего охладителя выявил значительное повыщение его эффективности вследствие поглощения теплоты при протекании эндотермической реакции разложения. Кроме того, разложение охладителя приводит к уменьшению молекулярной массы вдуваемой газовой смеси, что увеличивает блокирующий эффект охлаждения при конвективном нагреве. [c.15]

Система пористого охлаждения приобретает ряд качественно новых свойств при использовании жидкостного охладителя, испаряющегося внутри проницаемой структуры существенное повышение эффективносг ти охладителя за счет теплоты парообразования высокая интенсивность теплообмена при испарении внутри пористого материала малый удельный объем жидкостного охладителя возможность достижения низких, в том числе криогенных, температур. [c.127]

Из уравнения (6.45), задавшись температурой Гг, можно определить необходимый удельный расход охладителя, при котором реализуется указанная температура. При наличии радиащюнного нагрева этот тепловой поток следует учитывать при расчете пористого охлаждения стенки. Тогда теплота, получаемая пористой стенкой, определится по следующему выражению [c.156]

Указанная система уравнений решалась на ЭВМ методом Рун-ге—Кутта для случая равномерного вдува воздуха в нагретый воздушный поток, закрученный на входе. Результаты расчета одного из вариантов представлены на рис. 9.3 (линии — расчет, точки — эксперимент). Сравнение опьиных и расчетных данных позволяет заключить, что изложенный метод расчета позволяет получать надежные результаты. Не анализируя подробно структуру потока в условиях вдува (см. гл. 3), отметим следующее. Коэффициент трения при малых значениях Ке ,/ уменьшается по длине канала, что обусловлено снижением поверхностного трения вследствие вдува. При возрастании Кец,/Ёё згвеличение расхода газа в канале вследствие подвода дополнительной массы приводит к падению темпа уменынения с /2 и даже к его возрастанию в конце канала при Ке ,/ Ке = 0,01. Анализ интенсивности теплообмена подтверждает вывод о том, что пористое охлаждение позволяет существенно снизить тепловой поток в стенку канала в условиях закрутки потока. Зная изменение Ке , Ке и, Ф по длине канала, далее нетрудно (аналогично течению [c.179]

Эффективным способом тепловой защиты является пористое охлаждение. Одним из его преимуществ является равномерная подача охладителя через поверхность. В ряде случаев, представляющих интерес для практики, приходится иметь дело с весьма большими интенсивностями вдува. Последние бывают необходимы в случае химически агрессивных набегающих потоков, при создании защитной лучепоглощающей завесы и т. д. Здесь мы рассмотрим только физические основы пористого охлаждения, так как ему посвящена полностью одна из следующих глав. [c.17]

Одной из разновидностей пористого охлаждения является так называемое самоохлаждение. Появление высококалорийных алюминизиро-ванных топлив с температурой горения свыше 2800 К для РДТТ вызвало необходимость создания новых эрозионностойких материалов для вкладышей горла сопла [Л. 1-13]. Температура стенки сопла превышает рабочую температуру неохлаждаемого вольфрама. Однако, наполняя или пропитывая пористый вольфрам другим материалом, который может испаряться при меньшей температуре, поглощая при этом тепло, можно добиться снижения температуры стенки. Составной вкладыш работает как поглотитель тепла до тех пор, пока температура его поверхности не достигнет точки кипения или разложения заполняющей фазы. Тогда начинается его испарение с образованием зоны пористого вольфрама, через которую фильтруется парообразный охладитель. Пар отбирает допол- [c.17]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...