ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Некоторые представления о процессе теплообмена из "Физико - химические основы применения моторных, реактивных и ракетных топлив" В некоторых машинах топливо используют для охлаждения различных вспомогательных агрегатов, особенно пшроко это применяют в летательных аппаратах [1, 2]. Так, в реактивных самолетах со скоростью полета до 2М топливом охлаждают масляный радиатор и различные вспомогательные системы приводов. Большое значение имеют охлаждаюш ие свойства топлив в ракетной технике, поэтому основное внимание будет уделено охлаждающим свойствам ракетных топлив. В связи с большой теплонапряженностью ракетных двигателей их камеры сгорания необходимо интенсивно охлаждать. [c.72] Использование топлива для охлаждения выгодно тем, что 1) для охлаждения камер сгорания не требуется специальных жидкостей и 2) топливо поступает в камеру сгорания нагретым и более подготовленным к воспламенению и сгоранию. [c.72] Охлаждение в ЖРД осуществляется чаще одним из компонентов топлива (рис. 29, а), реже — двумя компонентами (рис. 29, б). Охлаждающие тракты обычно выполняют в виде винтовых щелевых каналов [1]. [c.72] В ракетных двигателях большой мощности требуется увеличивать давление в камере сгорания й удельные расходы компонентов, применять топлива с повышенной теплопроизводительностью [1—3]. В связи с этим сильно возрастают удельные тепловые потоки, которые снять наружным охлаждением (рис. 29) не представляется возможным. Для улучшения отвода тепла применяют внутреннее охлаждение (рис. 30), заключающееся в том, что около стенки камеры сгорания создают слой газа, имеющего более низкую температуру за счет испарения топлива, которое подается на стенку через специальные отверстия. [c.72] Рпар — давление паров топлива. [c.74] Часто применяют внутреннее и наружное охлаждение совместно— смешанное охлаждение. [c.74] ст — температура газовой стенки, °К. [c.75] О — секундный расход газовой смеси, кг сек д, — внутренний диаметр камеры сгорания, м к — коэффициент, учитывающий размерность. Экспериментально определить лучистый тепловой поток довольно трудно, поэтому пользуются эмпирическими уравнениями. [c.75] Характер распределения теплового потока неодинаков по длине камеры сгорания (рис. 31). [c.76] С течением времени устанавливается равновесие, при котором охлаждающая жидкость снимает весь тепловой поток, поступающий от горячих продуктов сгорания в стенку камеры сгорания. С этого момента устанавливаются и остаются ПОСТОЯННЫМИ тбпловои поток (на данном режиме работы двигателя) и температуры газовой и жидкостной стенок камеры двигателя. Такой режим называется стационарным режимом охлаждения. [c.76] Физическая картина процесса теплообмена в ЖРД с жидкостным охлаждением показана на рис. 32. [c.76] ср — средняя температура охлаждающего топлива, °К. [c.77] П — полный (смоченный) периметр сечения независимо от того, какая часть этого периметра участвует в теплообмене, м. [c.78] Гвых — температуры топлива на входе и выходе из системы охлаждения, °К. [c.79] Таким образом, температура топлива на выходе Гвых должна быть ниже его температуры кипения 7 нип при данном давлении в системе охлаждения, т. е. Гвых Гкип- Кроме того, Гвых ограничивается химической стабильностью топлива. Выше определенных температур некоторые компоненты начинают интенсивно разлагаться (гидразин и его производные, окислы азота, тетрапитрометан, углеводороды и др.). В присутствии кислорода воздуха (который всегда находится в растворенном состоянии в жидком топливе) протекают термоокислительные превращения топлив. 13 углеводородных горючих компонентах (например, в присутствии гетероорганических и непредельных соединений) при температуре выше 100° С начинают интенсивно образовываться нерастворимые осадки и смолы, которые откладываются па поверхности охлаждения и ухудшают процессы охлаждения камеры сгорания двигателей. При высоких температурах интенсивно осмоляются амины, особенно ароматические. [c.79] Как следует из приведенных выше уравнений, охлаждающее топливо должно иметь максимальную теплоемкость, большую теплопроводность. Чем выше теплоемкость и теплопроводность топлива, тем лучше его охлаждающие свойства. [c.79] Вернуться к основной статье