Исследование эффективности охлаждения резонатора газодинамической системы воспламенения на двухфазной топливной композиции

13 / 16

Исследование эффективности охлаждения резонатора газодинамической системы…
Инженерный журнал: наука и инновации # 12·2016 13
Минимальные значения температур в стенке получены для резо-
натора из бронзы БрХ08, максимальные – из сплава ХН60ВТ. Зави-
симость максимальной температуры в стенке резонатора имеет экс-
тремум (см. рис. 8).
Для всех рассматриваемых материалов стенки резонатора во всем
диапазоне значений коэффициента избытка окислителя α = 0,2…2,0
наибольшая температура в стенке соответствует 1 α = (см. рис. 10),
при котором реализуется максимальная температура продуктов сго-
рания и, как следствие, наибольшие конвективные и радиационные
тепловые потоки.
Выводы. При использовании неохлаждаемого резонатора из всех
рассмотренных материалов конструкции наиболее целесообразно
применять сплав ХН60ВТ. В этом случае максимальное время рабо-
ты ГСВ может составлять до 7,6 с при непрерывном и до 23,5 с при
импульсном режимах работы.
При проточном охлаждении водой или регенеративном охлажде-
нии этанолом разрушения резонатора ГСВ не происходит и в стенке
реализуется стационарный тепловой режим, наступающий в течение
4…12 с. Для ГСВ с регенеративным охлаждением этанолом макси-
мальная температура в стенке резонатора из стали 12Х18Н10Т не пре-
вышает 935 K, для сплава ХН60ВТ — 945 K, а из бронзы БрХ08 —
635 K. Максимальные температуры стенки достигаются при соотно-
шении компонентов в ГСВ, близком к стехиометрическому.
Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ в
рамках гранта № 14-08-01118.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Антонов А.Н., Купцов В.М., Комаров В.В. Пульсации давления при струй-
ных и отрывных течениях. Москва, Машиностроение, 1990, 272 с.
[2] Арефьев К.Ю., Воронецкий А.В., Ильченко М.А. Исследование динами-
ческих характеристик резонансной газодинамической системы воспламе-
нения топливной смеси. Физика горения и взрыва , 2013, № 6, с. 41–46.
[3] Шпак B.C., Шаповалов О.И., Габитов Д.М., Карташов Ю.И., Сердюк В.В.,
Ашеинази Л.А. Этанольные топлива в России. Химия и бизнес, 2004, № 3,
с. 32–35.
[4] Шпак B.C., Шаповалов О.И., Карташов Ю.И., Румянцев В.Н., Сер-
дюк В.В., Ашеинази Л.А. Топливный этанол и экология. Химическая
промышленность, 2006, т. 83, № 2, с. 89–96.
[5] Wang M. Ethanol, the complete energy life cycle picture. Argonne National
Laboratory's Center for Transportation Research. 2nd ed. 2007. URL:
color.pdf (дата обращения 10.11.2016).
[6] Воронецкий А.В., Арефьев К.Ю., Захаров В.С. Расчетно-теоретическое
исследование резонансной системы газодинамического воспламенения
ЖРД малой тяги. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машинострое-
ние, 2012, № 1, с. 31–41.