Исследования и экспериментальное определение характеристик теплогидравлических процессов в трактах охлаждения камер сгорания жидкостных ракетных двигателей с предельно высокой степенью оребрения
Авторы: Александренков В.П., Ковалёв К.Е., Ягодников Д.А.
Опубликовано в выпуске: #12(72)/2017
DOI: 10.18698/2308-6033-2017-12-1710
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Эффективность системы охлаждения является одним из важнейших параметров, влияющих на надежность работы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Использование оребренных трактов охлаждения в камерах сгорания ЖРД позволяет увеличить площадь теплоотдающей поверхности, тем самым повышая эффективность системы охлаждения. Представляется перспективным использование аддитивных технологий и метода деформирующего резания при изготовлении камер сгорания ЖРД в связи с возможностью максимально развить площадь теплоотдающей поверхности. Рассмотрена разработанная экспериментальная установка, предназначенная для определения характеристик теплогидравлических процессов в трактах охлаждения камер сгорания ЖРД с предельно высокой степенью оребрения, получаемых с помощью аддитивных технологий и методом деформирующего резания. Приведена конструкция модельных рабочих участков камеры сгорания с трактом охлаждения с предельно высокой степенью оребрения. Создана система регистрации теплогидравлических характеристик с использованием цифровых первичных измерительных преобразователей высокого класса точности. Разработаны методики экспериментального исследования характеристик теплогидравлических процессов в трактах охлаждения, расчета коэффициентов теплоотдачи и гидравлического сопротивления для обоснования возможности применения трактов охлаждения с предельной степенью оребрения в камерах сгорания ЖРД.
Литература
[1] Александренков В.П. Эффективность интенсификации теплоотдачи в кольцевых оребренных трактах охлаждения камер сгорания. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2013, № 3, с. 111-121.
[2] Александренков В.П., Зубков Н.Н., Ягодников Д.А., Ирьянов Н.Я. Экспериментальное исследование теплогидравлических характеристик трактов охлаждения камер сгорания с предельными параметрами оребрения энергосиловых установок. Инженерный журнал: наука и инновации, 2016, вып. 10. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2016-10-1545
[3] Артемов А.Л., Дядченко В.Ю., Лукьяшко А.В., Новиков А.Н., Попович А.А., Рудской А.И., Свечкин В.П., Скоромнов В.И., Смоленцев А.А., Соколов Б.А., Солнцев В.Л., Суфияров В.Ш., Шачнев С.Ю. Отработка конструктивных и технологических решений для изготовления опытных образцов внутренней оболочки камеры сгорания многофункционального жидкостного ракетного двигателя с использованием аддитивных технологий. Космическая техника и технологии, 2017, № 1, с. 50-62.
[4] Солодовников А.В., Акиньшин И.А., Голубятник В.В., Кривоногов А.В. Оценка концепции создания жидкостного ракетного двигателя на основе инновационных технологий. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2017, т. 16, № 2, с. 127-134.
[5] Зубков Н.Н., Овчинников А.И., Кононов О.В. Изготовление теплообменных поверхностей нового класса деформирующим резанием. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 1993, № 4, с. 79-82.
[6] Зубков Н.Н. Оребрение труб теплообменных аппаратов подрезанием и отгибкой поверхностных слоев. Новости теплоснабжения, 2005, № 4, с. 51-53.
[7] Зубков Н.Н., Битюцкая Ю.Л. Влияние параметров теплообменных штырьковых структур на их эксплуатационные характеристики. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2017, № 2, с. 108-120.
[8] Минаков А.В., Лобасов А.С., Дектерев А.А. Моделирование гидродинамики и конвективного теплообмена в микроканалах. Вычислительная механика сплошных сред, 2012, т. 5, № 4, с. 481-488.
[9] Трусов Б.Г. Программная система моделирования фазовых и химических равновесий при высоких температурах. Инженерный журнал: наука и инновации, 2012, вып. 1, с. 21. URL: http://dx.doi.org/10.18698/2308-6033-2012-1-31
[10] Кудрявцев В.М., ред. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Т. 2. 4-е изд. Москва, Высшая школа, 1993, 703 с.
[11] Орлин С.А., Поснов С.А., Пелевин Ф.В. Теплообмен и гидравлическое сопротивление в щелевых трактах с компланарными каналами. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 1984, № 2, с. 78-84.