Исследование тепловой эффективности завесного охлаждения стенки камеры сгорания ракетного двигателя малых тяг - page 6

Согласно экспериментальным данным при сравнительно неболь-
ших относительных массовых расходах охлаждающего газа в завесу
(
˙
m
з
= 0
,
236
), представляющих практический интерес с учетом оцен-
ки экономичности изделия, закрученные завесы имеют более высокую
эффективность охлаждения по сравнению с незакрученными.
По видимому, это связано с тем, что центробежная сила прижи-
мает поток завесы к стенке и препятствует его преждевременному
размытию продуктами сгорания основного потока.
Для изучения влияния рода охлаждающего вещества на эффектив-
ность охлаждения в качестве завесного газа в работе [7] использова-
лись газообразные кислород и азот. При использовании незакрученных
завес эффективность охлаждения не зависит от рода завесного газа,
тогда как закрученные завесы при подаче азота имеют большую эф-
фективность охлаждения, чем при подаче кислорода. Автор объясняет
этот факт участием некоторой доли подаваемого в завесу кислорода в
процессе горения топлива. Но необходимо также учитывать, как это
упоминалось ранее, роль центробежной силы, возникающей при за-
крутке потока, которая по-разному препятствует смешиванию завесы
с основным потоком. Поэтому при использовании газов с различны-
ми физическими свойствами, такими как плотность, вязкость, тепло-
емкость и теплопроводность, различие в эффективности применения
их в качестве завесы, при прочих равных условиях, может объясняться
также и различием в условиях тепломассообмена и переноса вещества.
В работе [7] также рассматривалось влияние относительного мас-
сового расхода охладителя на эффективность газовой завесы: чем
больше расход охлаждающего компонента, тем выше эффективность
охлаждения.
Экспериментальные исследования по изучению влияния располо-
жения щелей завесы на эффективность завесного охлаждения были
проведены в работе [8]. Экспериментальная установка представляла
собой РД, работающий на компонентах топлива СН
4
(г) + О
2
(ж). В ка-
честве охлаждающего компонента использовался газообразный метан.
Как и в работе [6], исследования проводились для двух конфигура-
ций расположения щелей завесы: первая конфигурация соответство-
вала расположению щели непосредственно за внешней коаксиальной
струйной форсункой, вторая конфигурация соответствовала положе-
нию, когда щели находятся между форсунками.
Данные проведенных экспериментов еще раз подтверждают, что
расположение щелей существенно влияет на эффективность завесно-
го охлаждения. Таким образом, наиболее выгодным с точки зрения
эффективности охлаждения стенок камеры сгорания является распо-
ложение щелей между периферийными форсунками. Авторами рабо-
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2014. № 1 85
1,2,3,4,5 7,8,9,10,11,12,13
Powered by FlippingBook