452 Гл. 9. Проектирование и расчет систем охлаждения ЖРД
личить температуру tn ж в допустимых пределах, либо также умень шить q путем проведения соответствующих мероприятий.
В охлаждающих трактах камеры, выполненных в виде спираль ных и продольных каналов, теплоотдача к охлаждающей жидко сти происходит от цилиндрических частей поверхности оболочки проточных каналов и от боковых поверхностей этих каналов-ребер.
Поскольку эффективность теплоотдачи от ребер ниже, чем цилин дрической поверхности оболочки, то при определении аж охлаж даемый периметр ребер нужно несколько уменьшать.
Температура газовой поверхности оболочки камеры двигателя в выбранных сечениях может быть определена по формуле (9. 55)
А аГ 1-|-А/оаг 140аг/А
Если полученная при этом температура tn.r отличается от ранее принятого ее значения при определении удельных тепловых пото ков больше чем на 5%, то необходимо при этой температуре найти значения удельных тепловых потоков и повторить все расчеты сначала.
Радиационные удельные тепловые потоки от газов к оболочке камеры во втором приближении обычно не пересчитывают, так как небольшое изменение tn ? весьма незначительно .влияет на их вели
чины; поэтому для дальнейших расчетов принимают qP2—q?i-
Вычисленные значения tx, t„K и tnr должны |
удовлетворять |
|
предъявляемым требованиям. |
|
|
Если |
полученное значение /п.г превышает допустимый предел |
|
для данного металла оболочки камеры, то для ее |
снижения до |
|
безопасно |
допустимого предела нужно уменьшить |
или, если |
возможно, толщину оболочки камеры. Если эти меры недостаточ ны или нецелесообразны, нужно применить специальную защиту
оболочки от перегрева ее горячими газами.
Результаты вычислений изменения величин qK, |
qp, q, tx, tnyK |
и tnr по длине камеры сгорания и сопла обычно |
сводят в таб |
лицы и представляют в виде соответствующих графиков.
Так как согласно (9. 8) полный температурный напор в системе теплообмена ЖРД выражается уравнением
то после умножения и деления правой части этого уравнения на коэффициент теплопроводности материала оболочки X получим
где ^/аг —эффективная толщина теплового сопротивления при теплоотдаче от газов к оболочке камеры в м\
§ 11. Организация защитных завес |
453 |
^/«ж — то же, от оболочки камеры к охлаждающей |
жид |
кости;
то же, суммарная толщина теплового сопротивления.
аг-------- аж Приведенное уравнение показывает, что температура по всей
толщине теплового слоя системы теплообмена двигателя изменяет ся по закону прямой ли нии. Это позволяет опре
делять температуру газо вой и жидкостной поверх ностей оболочки камеры графическим методом.
Графический метод определения 7пги tnx осно
ван на замене слоя газа и охлаждающей жидкости эквивалентной твердой оболочкой камеры с коэф фициентом теплопровод
ности, равным X металла
реальной оболочки, и со
стоит |
в |
следующем |
Фиг. 9. 19. К определению температуры жидко |
(фиг. 9. 19): |
произвольном |
||
1) |
в |
стной и газовой поверхности оболочки камеры |
|
масштабе |
вычерчивают |
графическим методом. |
|
|
|||
толщину оболочки каме
ры 3 м и от нее по оси х в том же масштабе откладывают вле
во значение Х/аг м, а вправо —Х/аж м и восстанавливают к осих граничные перпендикуляры 7 и 2;
2) на упомянутых перпендикулярах также в произвольном мас
штабе откладывают соответствующие значения |
температуры газа |
tT °C и жидкости /Ж°С; |
соединяют пря |
3) полученные на перпендикулярах точки tr и |
мой линией, которая пересекает газовую и жидкостную поверхности
оболочки и в принятом масштабе дает искомые значения темпера тур *г.п И tn x.
Затем в случае необходимости пересчитывают тепловые потоки,
как это указано выше.
Изменение температуры теплового поля системы теплообмена
в двигателе также можно представить графически в зависимости
от термических сопротивлений системы 1/аг, 8/Х и |
1 /аж. |
|
§ 11. Организация защитных завес для внутренней оболочки |
||
|
камеры двигателя |
|
Защитные |
завесы горючего для оболочки камеры двигателя |
|
от перегрева |
горячим газом приходится применять |
в том случае, |
когда: |
|
|