7 / 11
Численное исследование влияния режимных параметров на тепловое состояние…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2017 7
Увеличение давления в камере сгорания
к
p
(см. рис. 5) и значе-
ния коэффициента заполнения импульсного режима
з
k
(см. рис. 7)
ведет к росту максимальной температуры стенки, а увеличение ча-
стоты включения двигателя
f
(см. рис. 6), напротив, ведет к сниже-
нию максимальной температуры стенки. При повышении давления
увеличивается тепловой поток от ПС к стенке.
Влияние коэффициента заполнения импульсного режима объясня-
ется тем, что при его больших значениях сокращается время паузы в
работе двигателя и, следовательно, время, за которое в конструкции
происходит перераспределение теплоты от наиболее нагретых участ-
ков к более холодным, что в свою очередь ведет к меньшему охлажде-
нию конструкции в области критического сечения сопла, где зафикси-
рована наибольшая температура. При повышении частоты включений
уменьшаются временные интервалы, в течение которых конструкция
двигателя нагревается и в ней происходит перераспределение теплоты.
В связи с чем при одинаковом количестве подведенной теплоты от ПС
для больших частот включения двигателя распределение температуры
по конструкции будет более равномерным, что и объясняет снижение
максимальной температуры стенки. При этом температуры более хо-
лодных областей с повышением частоты включения будут увеличи-
ваться.
Установлено также, что с ростом давления в камере сгорания
и коэффициента заполнения импульсного режима градиент измене-
ния максимальной температуры стенки возрастает, а с повышением
частоты включения двигателя — уменьшается. Причем с увеличени-
ем коэффициента заполнения импульсного режима влияние частоты
включения двигателя на максимальную температуру стенки и гради-
ент изменения максимальной температуры стенки уменьшается.
Рассмотрение указанных зависимостей позволило сделать вывод
об их степенном характере и представить зависимость
ст max
T
от ко-
эффициента избытка окислителя, давления в камере сгорания, часто-
ты включений и коэффициента заполнения импульсного режима
в виде функции
(
)
3
1 2
4
ст max
к
з
0
к
з
, , ,
,
α
= α
a
a a
a
T
p f k a p f k
где
0
,
a
1
,
a
2
,
a
3
a
и
4
a
— постоянные коэффициенты.
По данным, полученным в ходе численного исследования, по-
строена регрессионная модель и рассчитаны ее коэффициенты
0
,
a
1
,
a
2
,
a
3
a
и
4
.
a
В итоге получена следующая зависимость:
(
)
0,5 0,35 0,03 0,18
ст max
к
з
1780 500
,
−
−
= − α
n
T
n
p f
k
(1)