Математическое моделирование течения охладителя в тракте охлаждения камеры ЖРД с предельно высокой степенью оребрения
Авторы: Александренков В.П., Ковалёв К.Е., Ягодников Д.А.
Опубликовано в выпуске: #11(95)/2019
DOI: 10.18698/2308-6033-2019-11-1933
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Выполнено расчетно-теоретическое исследование распределения охладителя в тракте охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя (ЖРД) для целях разработки практических рекомендаций по повышению эффективности системы охлаждения с предельно высокой степенью оребрения. Создана трехмерная математическая модель, включающая в себя замкнутую систему уравнений гидродинамики, а также начальные и граничные условия для элемента камеры модельного ЖРД с продольным расположением каналов в тракте охлаждения, выполненном с использованием аддитивных технологий. Рассчитаны поля скоростей и давлений в характерных зонах тракта охлаждения при различных значениях массового расхода охладителя, подтвердившие работоспособность предложенной схемы, обеспечивающей равномерное распределение охладителя в тракте охлаждения модельного ЖРД. Получена зависимость гидравлических потерь от массового расхода охладителя и размера частиц порошка, используемого в аддитивной технологии изготовления огневой стенки и тракта охлаждения.
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. 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. DOI: 10.18287/2541-7533-2017-16-2-127-134
[5] Кудрявцев В.М., ред. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей. Т. 2. 4-е изд. Москва, Высшая школа, 1993, 703 с.
[6] Анфимов М.В. Исследование теплогидравлической эффективности пористого тракта охлаждения жидкостного ракетного двигателя с межканальным течением охладителя. Политехнический молодежный журнал, 2017, № 10. DOI: 10.18698/2541-8009-2017-10-188
[7] Григорьянц А.Г., Колчанов Д.С., Дренин А.А., Денежкин А.О. Влияние основных параметров процесса селективного лазерного плавления на стабильность формирования единичных дорожек при выращивании изделий из медных сплавов. Известия высших учебных заведений. Машиностроение, 2019, № 6, с. 20–29. DOI: 10.18698/0536-1044-2019-6-20-29
[8] Федорова Д.К., Иволга Д.В., Алексеев В.П., Балякин А.В. Исследование обрабатываемости заготовок из стали 316L, полученных методом селектив-ного лазерного сплавления. Известия Самарского научного центра Российской академии наук, 2016, № 4 (6), с. 1186–1190.
[9] Spalart P.R., Shur M. On the sensitization of turbulence models to rotation and curvature. Aerospace Science and Technology, 1997, vol. 1, iss. 5, рр. 297–366. DOI: 10.1016/S1270-9638(97)90051-1
[10] Редчиц Д.А. Математическое моделирование отрывных течений на основе нестационарных уравнений Навье — Стокса. Научные ведомости БелГУ, 2009, № 13 (68), с. 118–146.