2015-03-27
858
Организация охлаждения камеры сгорания является одним из важнейших вопросов проектирования ЖРД. Объясняется это тем, что процесс горения в камере ЖРД протекает при высоких температурах (около 3000…4000 К) и высоких давлениях (до 10 МПа и более). Вследствие мощных конвективных и лучистых тепловых потоков в стенку камеры сгорания ее температура может достигать недопустимо высоких значений.
Если сравнивать лучистый и конвективный теплообмен в ЖРД, то можно отметить, что конвективный теплообмен является более мощным процессом передачи тепла в стенку камеры сгорания, чем лучистый.
Расчет конвективных тепловых потоков на основе решения системы уравнений турбулентного пограничного слоя представляет собой трудоемкую задачу. Для оценочных расчетов распределения удельных конвективных тепловых потоков по длине камеры сгорания используют более простую методику, которая позволяет произвести пересчет конвективных потоков с известного (образцового) двигателя (табл. 5) на проектируемый двигатель.
|
|
|
Таблица 5
Параметры образцового двигателя
| Наименование величины | Обозначение | Размерность | Величина |
| Топливо | АК + керосин | ||
| Давление в камере сгорания | 
| МПа | |
| Радиус критического сечения сопла | 
| мм | 54,5 |
| Термодинамическая функция | 
| – | 0,94 |
| Весовое соотношение компонентов в пристеночном слое камеры сгорания | 
| – | 2,2 |
| Температура внутренней оболочки КС со стороны продуктов сгорания | 
| К |
Для получения таких формул перерасчета сравниваются две геометрически подобные камеры сгорания ЖРД, отличающиеся размерами, давлением в камере, видом топлива, соотношением топливных компонентов и температурой стенки. Расчет конвективных тепловых потоков производится в сходных (соответственных) сечениях этих геометрически подобных двигателей (т. е. в сечениях, для которых соотношение 
для обеих камер сгорания одинаковое). Сравнивая конвективные тепловые потоки образцового двигателя (индекс расчетных параметров «о») и геометрически подобного ему проектируемого двигателя, получают для сходных сечений КС следующую формулу
,
где 
– удельный конвективный тепловой поток образцового и проектируемого двигателя;
– давление в камере сгорания образцового и проектируемого двигателя;
– радиус критического сечения образцового и проектируемого двигателя;
– термодинамическая функция образцового и проектируемого двигателя.
