Особенности расчета системы подачи псевдоожиженного металлического горючего в режиме заторможенного плотного слоя - page 2

Ю.Н Власов, О.Е. Шацкий
2
течения с минимальным расходом транспортирующего газа. Этот
режим принято называть течением в режиме заторможенного плот-
ного слоя (ЗПС). В технике такой режим можно обеспечить с помо-
щью тормозящего насадка, который должен устанавливаться на
конце подводящего трубопровода. В качестве тормозящего насадка
можно использовать распыливающие устройства камеры сгорания,
при этом для повышения энергетической эффективности такого
способа подачи требуется предельное увеличение массовой концен-
трации движущегося ПМГ.
Важное отличие такой системы подачи псевдоожиженного
ПМГ — устойчивый режим его течения по подводящему трубопро-
воду. В работе [1] изложены результаты исследований, проведен-
ных в целях изучения режимов течения псевдоожиженных ПМГ
различного типа и особенностей работы распыливающих ПМГ фор-
сунок. Полученные результаты позволили создать методику расчета
системы подачи псевдоожиженного ПМГ в камеру сгорания ракет-
ных двигателей.
При течении псевдоожиженого ПМГ в режиме ЗПС необходимо
учитывать некоторые особенности. За основу физической модели при
таком течении был принят нелинейный закон фильтрации газов в по-
ристых средах [2]. Потери давления псевдоожижающего газа по
длине трубопровода ∆Р 1/∆l при фильтрации через неподвижный слой
ПМГ определяли по уравнению
2
1 2
г г г г
2 3 3
т т
(1 ) 1
72 ,
120
P V V
l d d
⎡ ⎤ Δ − ε − ε
= ϕ μ + ρ
⎢ ⎥
Δ ε ε ⎣ ⎦
(1)
где ∆ Р1 — перепад давления газа, Па; ∆l — длина участка трубопро-
вода, м; φ — гидродинамический коэффициент слоя ПМГ; μ г — ко-
эффициент динамической вязкости несущего газа; Vг — скорость
фильтрации псевдоожижающего газа, м/с; ε — порозность непо-
движного слоя ПМГ; dт — средний диаметр частиц ПМГ; ρг — физи-
ческая плотность несущего газа, кг/м 3.
Для определения потерь давления несущего газа через подвиж-
ный слой псевдоожиженного ПМГ необходимо преобразовать урав-
нение (1), введя понятие относительной скорости газа в поровых ка-
налах: Vг – εUт, где Uт — скорость ПМГ относительно стенок трубо-
провода.
Общие потери давления несущего газа ∆ Робщ в движущемся слое
в режиме ЗПС состоят из двух видов потерь:
общ 1 2 . P P P
l l l
Δ Δ Δ = +
Δ Δ Δ (2)