5 / 13
Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик трактов…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 10·2016 5
В качестве топлива использовали газообразные метан и кислород.
Подачу кислорода осуществляли по центральному каналу форкаме-
ры, метана — по наружным продольным пазам и дозировали двумя
полосами радиальных отверстий так, что фронт пламени формиро-
вался в выходном сечении форкамеры. Воспламенение топлива вы-
полняли электроискровым способом. В качестве охладителя исполь-
зовали техническую воду. Экспериментальные исследования прово-
дили на стендовом оборудовании, описание которого приведено в [6].
Режим нагрева регулировали расходом топлива при коэффициен-
те избытка окислителя α
о
= 0,5…0,9, что обеспечивало термодинами-
ческую температуру продуктов сгорания (ПС)
Т
0г
= 2600…3300 K,
рассчитываемую с использованием программного комплекса «Терра»
[7]. Режим охлаждения регулировали расходом охладителя
охл
20...100 г/с.
=
m
В процессе испытаний измеряли также другие величины:
•
расходы компонентов топлива. Диапазон изменения для окис-
лителя
о
1, 4...1, 9 г/с
m
=
, для горючего
г
0,5...0, 9 г/с.
m
=
Соотноше-
ние компонентов
о г
=
m
k m m
составляло 2,0…3,6;
•
перепад давления в охладителе на входе и на выходе из газоге-
нераторной части модели камеры, включающий потери на трение в
тракте и потери на местных сопротивлениях. Диапазон изменения
Δ
p
охл
= ± 0,1 МПа;
•
давление в камере сгорания
p
к
= 0,6 МПа;
•
температуру охладителя. На входе
t
вх
≈ 20 °С, на выходе
t
вых
≈ 30…60 °С.
Регистрация показаний приборов осуществлялась автоматически
аппаратно-программным комплексом «MIC-300М» в реальном мас-
штабе времени по значениям установившихся показаний в пределах
продолжительности испытаний 20…30 с.
Ввиду очевидных проблем прямого измерения температуры
стенки ее значение определяли расчетным путем по балансу полных
тепловых потоков
Q
на всех трех поверхностях теплообмена по из-
ложенной в [8] методике с учетом кривизны тракта методом после-
довательных приближений следующим образом. Температуру горя-
чей поверхности стенки
Т
ст1
определяли из соотношения действи-
тельных
q
и некоторых условных
q
усл
удельных тепловых потоков по
конвективной составляющей на стороне ПС, рассчитываемых при
постоянном коэффициенте теплоотдачи α
г
(коэффициент теплоотда-
чи от газа к стенке камеры сгорания) по условной температуре стен-
ки
Т
усл
:
0г
ст1
усл
0г
усл
/
− =
−
Т Т
q q
Т Т
.