Исследование влияния антипульсационных перегородок на развитие рабочего процесса в камере сгорания кислородно-керосинового ЖРД с форсунками струйно-центробежного типа методом численного моделирования

1 / 10

44 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 2
УДК 621.454.2:533:519.63 DOI: 10.18698/0236-3941-2017-2-44-53
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ АНТИПУЛЬСАЦИОННЫХ
ПЕРЕГОРОДОК НА РАЗВИТИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА
В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ КИСЛОРОДНО-КЕРОСИНОВОГОЖРД
С ФОРСУНКАМИ СТРУЙНО-ЦЕНТРОБЕЖНОГО ТИПА МЕТОДОМ
ЧИСЛЕННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
С.В. Мосолов
Д.А. Сидлеров
ГНЦ ФГУП «Исследовательский центр имени М.В. Келдыша», Москва,
Российская Федерация
Аннотация Ключевые слова
Исследовано влияние антипульсационных перегоро-
док на структуру стационарного рабочего процесса в
камере сгорания кислородно-керосинового жидкост-
ного ракетного двигателя с форсунками струйно-
центробежного типа. Рассмотрены два варианта камер
сгорания с одинаковыми схемами расположения фор-
сунок: без перегородок и с тонкими перегородками,
установленными на форсуночном днище. Показано,
что установка перегородок в камерах со струйно-
центробежными форсунками приводит к возникнове-
нию участка с повышенной температурой в угловой
зоне между боковой стенкой камеры сгорания и ради-
альной перегородкой
Жидкостный ракетный двига-
тель, камера сгорания, численное
моделирование, горение топлива
Поступила в редакцию 25.10.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
При доводке камеры сгорания кислородно-керосинового двигателя средней тяги,
работающего по схеме с дожиганием окислительного генераторного газа, были
обнаружены следы воздействия повышенной температуры в угловой зоне между
боковой стенкой камеры сгорания и радиальной перегородкой. Для выяснения
причин этого нежелательного явления была проведена серия расчетов с помощью
разработанных в Центре Келдыша методов численного моделирования двухфаз-
ных осесимметричных и трехмерных турбулентных течений с горением в камерах
сгорания и газогенераторах жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) [1, 2]. В
настоящее время методы численного моделирования успешно применяются в
разных странах для анализа процессов горения в камерах ЖРД [3–9].
Описание физико-математической модели разработанного метода приведе-
но в [10]. Математическая модель включает в себя уравнения типа Навье —
Стокса, (k– )-модель турбулентности и модель горения, учитывающую процесс
размыва турбулентных вихрей, а также обобщенное уравнение химической ки-
нетики аррениусова типа. Расчеты движения, прогрева, испарения и дробления
капель жидкого горючего и окислителя проводятся в подходе Лагранжа мето-