Исследование теплогидравлической эффективности пористого тракта охлаждения жидкостного ракетного двигателя с межканальным течением охладителя

Авторы: Анфимов М.В.
Опубликовано в выпуске: #10(15)/2017
DOI: 10.18698/2541-8009-2017-10-188
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Ключевые слова: Теплогидравлическая эффективность, пористый тракт, охлаждение жидкостного ракетного двигателя, теплозащита
Опубликовано: 17.10.2017

Разработан метод оценки теплогидравлической эффективности тракта охлаждения. Для получения значений теплогидравлических характеристик и дальнейшего исследования теплогидравлической эффективности проведены испытания модельного элемента тракта пористого охлаждения с межканальным течением теплоносителя в рамках лабораторного практикума на базе лабораторно-исследовательского стенда. В качестве рабочего тела использовали продукты сгорания 76%-ого водного раствора этилового спирта с воздухом температурой 700…1000 °C, в качестве охладителя — техническую воду и воздух. Теплогидравлическая эффективность пористого тракта в принятой обработке и методике оценки по критерию максимума теплосъема при прочих равных условиях составила порядка 0,4…0,7. Установлено, что растет она с увеличением числа Re и более интенсивно в ламинарной области. Высокая эффективность отмечена при испытаниях на воде (в ламинарной области). Также обнаружено, что некоторого повышения эффективности можно достичь путем применения более теплопроводных пористых материалов и совершенствования технологии изготовления пористого сетчатого материала, схемы подачи и отвода охладителя.

Литература

[1] Демянко Ю.Г., Конюхов Г.В., Коротеев А.С., Кузьмин Е.П., Павельев А.А. Ядерные ракетные двигатели. Москва, ООО «Норма-Информ», 2001, 415 с.

[2] Калинин Э.К., Дрейцер Г.А., Ярхо С.Л. Интенсификация теплообмена в каналах. Москва, Машиностроение, 1990, 206 с.

[3] Александренков В.П. Исследование эффективности интенсификации теплоотдачи в кольцевом канале при центральном теплоподводе. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2012, № 4, с. 43–50.

[4] Александренков В.П. К вопросу оценки эффективности применения пористых сетчатых материалов в кольцевом теплообменном тракте. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, спец. вып. «Энергетическое и транспортное машиностроение», с. 179–185.

[5] Пелевин Ф.В., Авраамов Н.И., Семенов П.Ю. Рекуперативный теплообменный аппарат для наддува топливных баков жидкостного ракетного двигателя. Инженерный вестник, 2014, № 10. URL: http://engbul.bmstu.ru/doc/740030.html.

[6] Кудрявцев В.М., ред. Основы теории и расчёта жидкостных ракетных двигателей. В 2 кн. Москва, Высшая школа, 1993.

[7] Александренков В.П., Мошик Т.М. Исследование эффективности различных способов интенсификации теплоотдачи в тракте охлаждения ЖРД в унифицированных переменных. Актуальные проблемы российской космонавтики. Материалы ХXXIX Академические чтений по космонавтике. Москва, 2015, Комиссия РАН.

[8] Кириллов П.Л., Юрьев Ю.С., Бобков В.П. Справочник по теплогидравлическим расчетам (ядерные реакторы, теплообменники, парогенераторы). Москва, Энергоатомиздат, 1990, 360 с.

[9] Михеев М.А. Основы теплопередачи. Москва, Энергия, 1977, с. 388–393.

[10] Александренков В.П., Методические указания к домашнему заданию по дисциплине «Теплозащита и прочность конструкций ЖРД». Москва, 2012, Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2012, 74 с.