Система за охлаждане на камерата LRE
4.1. Физическата картина на топлообмена в камерата на LRE
Фигурата показва разпределението на температурата в системата "кухина на горивната камера - вътрешна стена на камерата на LRE - пространство на ризата", т.е. разглежда се процесът на пренос на топлина между газообразна и течна среда, разделени от твърда стена. Символи за фиг.52:
Tg, Tokhl, Tst1, Tst2 са съответно температурите на газовия поток, охладителя в пространството на ризата и повърхностите на вътрешната стена, K;
Wg и Wcool са съответно скоростите на топлинния поток и на охлаждащата течност, m/s.
qΣ е общата плътност на газовия поток, действащ върху вътрешната стена на горивната камера, W/m 2 ;
αg е коефициентът на топлопреминаване от газ към вътрешната стена на камерата на LRE, W/m 2 ·K.
 |
Разпределение на температурата в камерата на LRE
В началния момент на стартиране на двигателя температурата на вътрешната стена от страната на газа и охладителя се променя с времето; Освен това скоростта на промяна на температурата може да не е същата.
Такъв топлинен режим се нарича нестационарен или нестационарен.
След определен период от време се установява стабилен (стационарен) режим, който се характеризира с постоянството на параметрите (Tst1, Tst2) на разглеждания процес (при непроменени режимни параметри на топлопреминаване qΣ, Tg и Tohl).
Общата плътност на топлинния поток, възприемана от вътрешната стена на LRE камерата, може да се определи, както следва:
,
където: qk и ql са плътностите на топлинния поток, възприемани от вътрешната стена на LRE камерата, дължащи се съответно на явленията на конвекция и лъчист топлопренос.
,
където: Cn е намалената емисионна способност.
.
4.2. Разпределение на плътността на топлинния поток
по дължината на камерата на LRE
Стойността на плътността на топлинния поток и разпределението му по дължината на LRE камерата се определя главно от следните параметри, фиг. 53:
 |
Фиг.53
Промяна на параметрите на газовия поток по дължината на LRE камерата
- температура на газа Tg;
- дебит на газа Wg;
- плътност на газа ρg;
- площта на напречното сечение на камерата F.
Стойността на конвективния компонент на плътността на топлинния поток qk се определя главно от масовата скорост на работния флуид (Wg ρg) и стойността на площта на напречното сечение (F):
.
Стойността на конвективния компонент на плътността на топлинния поток qk се определя главно от масовата скорост на работния флуид (Wg ρg) и стойността на площта на напречното сечение (F):
.
Стойността на лъчистия компонент на плътността на топлинния поток зависи от температурата на газовия поток Tg:
.
Както се вижда от фиг. 53, максималната стойност на общата плътност на топлинния поток qΣ max се наблюдава в областта на критичната част на дюзата, а в някои случаи тази стойност може да достигне 60 MW / m 2, което определя необходимостта от ефективна термична защита.
4.3. Класификация на охладителните системи на LRE
Чрез охлажданее охлаждането на елементите, дължащо се на охлаждащата течност, протичаща около нагревателната повърхност отвън.
В случай на автономно охлажданеохлаждащата течност, след отстраняване на топлината от външната страна на стената, не се насочва към горивната камера, а се отклонява към други елементи или възли (схема LPRE с газификация на охлаждащата течност в междинното пространство).
При регенеративно охлаждане, един отгоривни компоненти, които след преминаване през пространството на ризата се насочват към горивната камера.
При радиационно охлажданеразсейване на топлината отвън
елемент се осъществява чрез радиация.
Фигура 54 показва класификацията на охладителните системи на LRE.
 |
Фиг.54
Класификация на охладителните системи на LRE
4.4. изисквания за външни
Основното изискване, което гарантира създаването на ефективно външно охлаждане, може да се формулира, както следва:
където: - действителната и съответно допустимата температура на охладителя.
Стойността се избира въз основа на следните условия: