12 / 17
Е.А. Андреев, В.И. Крылов, А.В. Новиков, О.Е. Шацкий
12
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018
Увеличение длины цилиндрической части КС
кс
L
при повыше-
нии
к
ϕ
наоборот вызывает ухудшение теплового состояния кон-
струкции (к росту
oxл
Т
∆
и
ст max
).
Т
Увеличение начального диаметра капель горючего
к
d
при
к
15
d
>
мк приводит к ухудшению качества рабочего процесса, при
этом параметры
oxл
Т
∆
и
ст max
Т
изменяются с максимумом в диапа-
зоне значений
к
d
= 40…50 мк.
Угол наклона образующей конуса докритической части сопла не
оказывает существенного влияния на
к
,
ϕ
oxл
Т
∆
и
ст max
.
Т
Осевая скорость подачи смеси компонентов топлива в КС влияет
на исследуемые параметры неоднозначно, с максимумом в интервале
скоростей 70…80 м/с.
Фактически исследовано влияние значительно большего числа фак-
торов, в том числе геометрических размеров охлаждающего тракта.
При формировании облика базового варианта головки термореза-
ка руководствовались следующими соображениями:
•
для того чтобы избежать значительных локальных тепловых
нагрузок на внутреннюю поверхность КС, в качестве ее материала
используется медь М-1, обладающая высокой теплопроводностью, а
при расчетах теплового состояния конструкции учитываются осевые
перетечки теплоты по конструкции головки;
•
из технологических соображений внешняя поверхность охлаж-
дающего тракта КС принимается цилиндрической (толщина стенок КС
переменна от сечения к сечению), а пазы выполняются путем
фрезеровки каналов вдоль образующей цилиндра; имеется небольшой
конический участок только в районе закритической части сопла.
В результате анализа проведенных расчетных параметрических
исследований для базового варианта сформированного облика голов-
ки терморезака УТР-2С были получены основные геометрические
размеры КС и ее охлаждающего тракта.
Проведенные расчеты показали, что для реализованной геомет-
рии КС терморезака во всем исследуемом диапазоне значений
α
= 0,6…2,5 достигаются высокая полнота сгорания
к
(
1, 0)
ϕ ≈
и до-
пустимое тепловое состояние конструкции.
С использованием полученных размеров произведена разработка
конструкторской документации на экспериментальную головку тер-
морезака УТР-2С для базового варианта конструкции.
Экспериментальная головка терморезака УТР-2С с регенератив-
ным способом охлаждения газообразным кислородом изготовлена
для экспериментального подтверждения ее основных характеристик
и исследования стойкости головки терморезака при длительной не-
прерывной работе.