Расчет лучиотых тепловых потоков - Березаяская Б.Л.
Расчет лучиотых тепловых потоков
Автор: Березаяская Б.Л.Другие авторы: Кудрявцева Л.В., Курпатенков В.Д., Люлька Л.А.
Издательство: М.: МАЙ, под редакцией Купратенкова В.Д.
Год издания: 1989
Страницы: 66
Читать: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Скачать:
московский
АВИАЦИОННЫЙ
институт
РАСЧЕТ ЛУЧИСТЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ
МОСКВА 1989
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО НАРОДНОМУ ОБРАЗОВАНИЮ
МОСКОВСКИЙ ОВДНА ЛЕНИНА И ОВДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ имени СЕРГО 0ВД0НИКИДЗЕ
РАСЧЕТ ЛУЧИСТЫХ ТЕПЛОВЫХ ПОТОКОВ
Учебное поообие для куроового и дипломного проектирования Под редакцией проф. В.Д. Курпатенкова
202-20/ЦСП Утверждено
на заседании редсовета 12 мая 1988 г.
Москва Издательство МАИ 1989
Авторы: Е.Л. Березанокая, Л.В. Кудрявцева, В.Д. Курпатенков, Л.А. Люлька
Расчет лучистых тепловых потоков / Е.Л. Березанская, Л.В. Кудрявцева, В.Д. Курпатенков, Л.А. Люлька; Под ред. В.Д. Курпатенкова. - M.: Изд-во МАИ, 1989. - 64 с.: ил.
В пособии приводится расчет лучиотых тепловых потоков вдоль камеры и в сопле с учетом температуры продуктов сгорания и доли излучающих компонентов в их составе. В приложении даны справочные материалы для наиболее расцросграненных и перспективных топлив при разных значениях коэффициента избытка окислителя и давлений в камере сгорания.
Предназначено для студентов, выполняющих курсовой и дипломный проекты.
Рецензенты: Г.М. Кушнир, М.В. Краев
Московский авиационный институт, 1989
I. ОСНОВНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛООБМЕНА В КАМЕРЕ ЖЩ
В камерах ЖРИ процесс горения и иотечения протекает при значительных температурах и давлениях. В этих условиях продукты ого-рания являются мощным источником лучистой тепловой энергии, которая воспринимается сравнительно холодными (при наружном охлаждении) стенками камеры сгорания и сопла в виде лучистого теплового потока*
Лучистый теплообмен в камерах ЖЗД имеет специфические особенности.
1. Основным источником излучения в камерах, использующих углеводородные горючие, являются продукты полного сгорания, т.е. водяной пар (B2O) и углекислый газ (CO2)* Излучение остальных продуктов сгорания одно- и двухатомных газов по сравнению с излучением продуктов полного сгорания ничтожно. Твердые частицы углерода, по данным термодинамических расчетов, в камере сгорания практически отсутствуют, поэтому их излучением можно полностью пренебрегать.
2. Наибольшие лучистые потоки имеют место в камерах сгорания, так как температура и давление газов в них достигают наибольших значений, а, как известно, излучательная способность газов в первую очередь зависит именно от этого. При движении продуктов сгорания по соплу температура и давление газов уменьшаются, причем особенно быстро после критического сечения; снижение термодинамических параметров газа приводит к резкому уменьшению его излучения. Таким образом, лучистые тепловые потоки в сопле быотро снижаются
и имеют минимальные значения в выходном сечении.
Как показывают расчеты, в камере сгорания лучистый тепловой поток соизмерим с конвективным тепловым потоком; в критическом сечении он составляет примерно 8-12$ от конвективного потока в этом сечении, а в закритической части сопла доля лучиотого теплового потока еще меньше.
Эта особенность в распределении лучистых тепловых потоков по длине камеры позволяет в большинстве случаев основное внимание обратить на вычисление лучистых тепловых потоков в камере сгорания, ограничившись их приближенным определением в сопле.
3
З* В камере огораяия имеет место определенная неоднородность состава и температуры продуктов сгорания как в лоперечном, так и в продольном направлениях. Анализ рабочего процесса показывает, что поток продуктов огораяия нооит струйный характер, т.е. состоит из ряда параллельных струй, состав и температура которых определяются местными значениями коэффициента соотношения компонентов KnU. Возле головки камеры сгорания имеется начальный участок, на котором протекают процессы горения и температура газов возрастает от сравнительно низкой непосредственно у головки до максимальной в конце участка,
В общем случае излучение продуктов сгорания на стенку камеры будет складываться из излучения всех струй. Причем излучение каждой отруи по пути к стенке будет частично поглощаться более холодными отруями. На начальном участке излучение будет поглощаться каплями и парами. Все это усложняет точный раочет лучистых тепловых потоков в камере сгорания и сопле Ш%.
4. Лучистый тепловой поток, который получает стенка, окружающая объем газа, определяется разностью между излучением газа уг% которое многократно поглощается и отражается стенкой, и излучением стенки fa % которое также многократно поглощается и пропускается газом:
здесь €сгэффективная степень черноты стенки: ?crjp-= tfrr/[/- (i-6Cr)(*-*r% • тае 6сг" степень черноты отенки; ?г-отепень черноты излучающих газов при температуре Гг\*г - поглоща-тельная способность газа при температуре 7^; принимают #,.(7^)**
Ввиду сравнительно большой разницы между высокой температурой газов в камере сгорания 7> и температурой стенки Тсг излучение отенки при решении этого уравнения получается во много раз меньше излучения продуктов сгорания и им без большой погрешности можно пренебречь.
2. РАСЧЕТ ЛУЧИСТОГО ТЕПЛОВОГО ПОТОКА В КАМЕРЕ ЖЕН
В соответствии с рассмотренными выше особенностями расчет лучистых тепловых потоков в камере ИД, как правило, сводится к определению с достаточной точностью лучистого потока ?>на участке камеры сгорания с максимальной температурой продуктов сгора-
