Определение температуры газовой стенки

Температуру газовой стенки строим интерполяцией значений температуры горячей стенки в первом приближении для используемого материала.

В качестве исходных данных принимаем следующие значения для материала БрХО:

в камере сгорания

в критическом сечении

на срезе сопла

 

Рис. 7

Таблица 2

x, м		0,46	0,59	0,69	0,72	0,75	0,775	0,8
Tст.г.I, К		659,355	676,129	689,032	692,903	696,774		694,118
x, м	0,83	0,87	0,95	1,07	1,2	1,4	1,625
Tст.г.I, К	687,059	677,647	658,824	630,588		552,941

Приведенную температуру горячей стенки получаем по формуле:

Таблица 3

x, м		0,46	0,59	0,69	0,72	0,75	0,775	0,8
T’ст.	0,173	0,19	0,195	0,199	0,2	0,201	0,202	0,2
x, м	0,83	0,87	0,95	1,07	1,2	1,4	1,625
T’ст.	0,198	0,195	0,19	0,182	0,173	0,159	0,144

 

Интерполяция функции S продуктов сгорания топлива

Определяем величину которая зависит от рода топлива, соотношения компонентов и температуры газовой стенки. Значения получим путем интерполяции номограммы. Так как для охлаждения камеры сгорания используется пристеночный слой, то значения для будут зависеть от , где . Таким образом .

Таблица 4

Tст.г
S	1,3		0,8	0,6	0,37	0,2

 

Рис. 8

Таблица 5

Tст.г.I, К		659,355	676,129	689,032	692,903	696,774		694,118
S	1,15	1,061	1,036	1,016	1,011	1,05		1,009
Tст.г.I, К	687,059	677,647	658,824	630,588		552,941
S	1,019	1,034	1,062	1,104	1,15	1,221	1,3

 

 

Интерполяция коэффициента B

Проведем расчет комплекса и по заданным значениям из таблицы используем интерполяцию.

Таблица 6

T’ст.	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7
B	0,008454	0,008484	0,008533	0,008594	0,008667	0,008746	0,008837

Рис. 9

Таблица 7

T’ст	0,173	0,19	0,195	0,199	0,2	0,201	0,202	0,2
B	0,008479	0,008482	0,008483	0,008484	0,008484	0,008484	0,008485	0,008484
T’ст	0,198	0,195	0,19	0,182	0,173	0,159	0,144
B	0,008484	0,008483	0,008482	0,00848	0,008479	0,008476	0,008473

 

Интерполяция скорости продуктов сгорания

Рис. 10

Таблица 8

x, м		0,46	0,59	0,69	0,72	0,75	0,775	0,8
w, м/с		664,184	851,891	996,28	1039,596	1082,913	1119,01	1173,75
x, м	0,83	0,87	0,95	1,07	1,2	1,4	1,625
w, м/с	1239,438	1327,022	1502,19	1764,942	2049,59	2487,51	2980,17

Расчет конвективных потоков

камеры двигателя.

Таблица 9

D’	2,091	2,091	1,832	1,2	1,086	1,018		1,055
	0,999872	0,99872	0,9977	0,9851	0,974	0,956	0,93458	0,8848
D’	1,241	1,5	1,918	2,5	3,045	3,741	4,318
	0,8195	0,763	0,7	0,642	0,603	0,5673	0,541

 

Рис. 11

Рассчитываем конвективные потоки по формуле:

Рис. 12

Таблица 10

x, м		0,46	0,59	0,69	0,72	0,75	0,775	0,8
, Вт/м^2	7,382	6,813	8,455	17,692	20,845	22,891	23,014	19,953
x, м	0,83	0,87	0,95	1,07	1,2	1,4	1,625
, Вт/м^2	13,887	9,282	5,591	3,2292	2,248	1,543	1,207

Расчет лучистых потоков

Определяем распределение лучистых тепловых потоков по длине камеры сгорания и сопла.

Расчеты лучистых тепловых потоков сложны и ресурсозатратны. Во входной части сопла происходит резкое падение значений , и в закритической части они по сравнениo со значениями в камере сгорания пренебрежимо малы. Поэтому при расчете лучистых тепловых потоков нет смысла определять для каждого сечения камеры сгорания и сопла, а найдя значения в камере сгорания, можно с достаточной степенью использовать приближенные формулы расчета, основанные на экспериментальных данных.

части сопла при диаметре поперечного сечения сопла

части сопла при диаметре поперечного сечения сопла

Рис. 13

Определение суммарных тепловых потоков

Определяем суммарный удельный тепловой поток в стенке камеры двигателя.

Рис. 14

Таблица 11

x, м		0,46	0,59	0,69	0,72	0,75	0,775	0,8
, Вт/м^2	8,268	7,921	9,562	18,8	21,76	23,61	23,57	20,39
x, м	0,83	0,87	0,95	1,07	1,2	1,4	1,625
, Вт/м^2	14,18	9,393	5,666	3,314	2,265	1,553	1,208

 

Расчет температуры жидкости на входе и выходе каждого участка разбиения камеры ЖРД

Площадь каждого участка рассчитывается как площадь поверхности усеченного конуса:

Таблица 12

i
, Вт/м^2	8,094	8,741	14,18	20,28	22,68	23,59	21,98	17,29
i
, Вт/м^2	11,79	7,529	4,49	2,79	1,909	1,38

Таблица 13

i
K	388,247	382,766	377,092	372,688	367,475	362,967	360,137	357,53
i
K	355,058	352,452	349,316	346,271	336,856	327,095

Таблица 14

i
K	382,766	377,092	372,688	367,475	362,967	360,137	357,53	355,058
i
K	352,452	349,316	346,27	336,856	327,095

Таблица 15

i
K	385,507	379,929	374,89	370,082	365,221	361,552	358,833	356,294
i
K	353,755	350,884	347,793	341,563	331,976	310,048

Коэффициент теплопроводности материала БрХО

Рис. 15 (см. рис. Б.2, [4])

Таблица 16

Tст.г.I, К		659,355	676,129	689,032	692,903	696,774		694,118
λст,	285,25	294,153	296,591	298,204	298,688	299,172	299,575	298,84
Tст.г.I, К	687,059	677,647	658,824	630,588		552,941
λст,	297,957	296,781	294,074	289,838	285,25	277,369	267,257