Исследования и экспериментальное определение характеристик теплогидравлических процессов в трактах охлаждения камер сгорания жидкостных ракетных двигателей с предельно высокой степенью оребрения

8 / 12

В.П. Александренков, К.Е. Ковалев, Д.А. Ягодников
8 Инженерный журнал: наука и инновации # 12·2017
Удельные тепловые потоки в тракте охлаждения рассчитывают
по подогреву охладителя в тракте по следующей формуле:
,  Q q
F
(13)
где F — площадь теплоотдающей поверхности.
Тепловая мощность Q определяется как суммарная для всей ка-
меры:
охл ,    p Q m c T (14)
где ΔТ = Твых – Твх — подогрев охладителя в тракте охлаждения; ср —
удельная массовая теплоемкость охладителя, определяемая по сред-
неарифметической температуре охладителя в тракте.
Важным параметром, от которого зависит эффективность охла-
ждения камеры сгорания, являются гидравлические потери, уровень
которых, в свою очередь, определяет потребные давления подачи
компонентов. Для их оценки можно использовать коэффициент гид-
равлического сопротивления в тракте охлаждения, рассчитываемый
по следующий зависимости [11]:
охл охл г
2
охл охл
2
,

 

p p d
l u
(15)
где охл вых вх   p p p — перепад давления между входом и выходом
тракта охлаждения; охл  — плотность охладителя; u охл — скорость
течения охладителя; l — длина пути течения охладителя; г d — гид-
равлический диаметр.
Гидравлический диаметр определяют по формуле
 
 
p p p
г
p p p
2
,
 

  
t h
d
t h
(16)
где p 0, 2мм   — толщина ребра в тракте охлаждения; p 0, 4мм  t —
шаг оребрения; p 2мм  h — высота ребра.
Заключение. Разработаны экспериментальная установка и мо-
дельный рабочий участок, предназначенные для определения харак-
теристик теплогидравлических процессов в трактах охлаждения ЖРД
с предельной степенью оребрения. Создана система регистрации
теплогидравлических характеристик с использованием цифровых пер-
вичных измерительных преобразователей высокого класса точности.
Разработана методика экспериментального исследования характери-