Исследование тепловой эффективности завесного охлаждения стенки камеры сгорания ракетного двигателя малых тяг - page 7

ты это объясняется суперпозицией действия потоков от соседних ще-
лей, которые создают слой холодного завесного компонента топлива,
препятствующего нагреву стенки от продуктов сгорания, идущих от
форсунки, расположенной между данными щелями.
Влияние относительного массового расхода охладителя на эффек-
тивность завесного охлаждения также рассматривалось в работе [9].
Объектом исследования являлся РД, работающий на компонентах топ-
лива керосин + О
2
(г). В качестве охладителя использовался газообраз-
ный азот N
2
и керосин. Исследования проводились при давлении в
камере
p
k
= 2
МПа и постоянном соотношении компонентов топлива
K
m
= 3
,
2
. Значение относительного массового расхода охладителя
˙
m
з
варьировалось от 0,05 до 0,15. Результаты экспериментов показыва-
ют, что чем выше относительный массовый расход охладителя, тем
выше эффективность завесного охлаждения. С увеличением расстоя-
ния от точки подачи охладителя эффективность завесного охлаждения
постепенно снижается (рис. 3).
Особое внимание стоит уделить работе [10], в которой исследу-
ется тепловое состояние стенок камер сгорания РД, работающих на
газообразных компонентах топлива СН
4
+ О
2
, H
2
+ O
2
и CO + O
2
. Осо-
бенностью данных двигателей является то, что для их охлаждения
используется новый метод, получивший название “вихревое охлажде-
ние”. Суть метода состоит в следующем: весь окислитель, используе-
мый в качестве охладителя, подается в камеру сгорания не смеситель-
ной головкой, а с помощью тангенциальных каналов, расположенных
в цилиндрической осесимметричной части камеры. Благодаря такому
тангенциальному вводу образуется вихрь окислителя вдоль стенки ка-
меры сгорания, который способен ограничить зону горения топлива в
центральной области камеры, уменьшая тем самым перенос теплоты
к поверхности стенок. Горючее, в свою очередь, впрыскивается с по-
мощью смесительной головки, и, попадая в камеру сгорания, быстро
вовлекается в вихревой поток окислителя, образуя внутренний вихрь,
Рис. 3. Влияние отно-
сительного массового
расхода охладителя на
эффективность завесно-
го охлаждения [9]:
1, 3
и
5
— азот,
m
з
= 6
,
11 и 15%;
2, 4
и
6
керосин,
m
з
= 9
, 5 и 14%
соответственно
86 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2014. № 1
1,2,3,4,5,6 8,9,10,11,12,13
Powered by FlippingBook