Определение коэффициента теплоотдачи от стенки к жидкости

Полагаем, что у нас охлаждающий тракт представлен в виде гладкого щелевого канала.

Для нахождения Z см. рис. 16.

Рис. 16 [1, рис. 4.39]

Таблица 17

i
	1,057	1,099	1,337	1,653	1,738	1,775	1,734	1,573
i
	1,353	1,123	0,904	0,733	0,597	0,454

Расчет коэффициента оребрения

Ширину канала полагаем равной

Для данных и по рис. 17 находим

Рис. 17 [1, рис. 4.39]

Число ребер охлаждения в первом приближении:

Мы берем среднее число ребер на 3х соседних участках и округляем его.

Коэффициент теплоотдачи для оребренного канала:

Получим

Коэффициент оребрения по рис. 17:

Число ребер во втором приближении:

Эффективный коэффициент теплоотдачи от стенки к охладителю с учетом оребрения:

Расчет температуры газовой стенки

Толщина огневой стенки

Температура стенки со стороны жидкости:

Температура газовой стенки:

Далее последовательными приближениями находим температуру газовой стенки, расхождение которой с предыдущим приблежением составляет не более 5%. Если более 5%, берем среднее значение.

Рис. 18

Рис. 19

Высотная характеристика спроектированного двигателя

Высотная характеристика РД – это зависимость тяги от давления окружающей среды при постоянном давлении в камере сгорания и соотношения компонентов. Зависимость атмосферного давления от высоты полета принимают в соответствии с табличными данными стандартной атмосферы.

Уравнение высотной характеристики:

Рис. 20

Дроссельная характеристика спроектированного двигателя

Дроссельная или расходная характеристика ЖРД – это зависимость тяги от расхода. Отражает возможность регулирования величины тяги (модуля тяги).

Уравнение дроссельной характеристики:

При

При

Эффективная скорость истечения продуктов сгорания определяется по формуле:

При

Для предотвращение входа скачка уплотнения в сопло должно выполняться следующее неравенство:

Расходный комплекс двигателя:

График дроссельной (расходной) характеристики.

Рис. 21

Список литературы

 

1. Медведев В.Е. Курс лекций: двигательные установки космических аппаратов.

2. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Основы проектирования. – М.: Машиностроение, 1968.

3. Кудрявцев В.М. Основы теории и расчёта жидкостных ракетных двигателей. – М.: Высшая школа, 1993.

4. Александренков В.П. Расчет наружного проточного охлаждения камеры ЖРД: электронное учебное издание: методические указания к домашнему заданию по дисциплине «Теплозащита и прочность конструкций ЖРД». – М.: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012.