Эффективность теплообмена в пористых элементах конструкций жидкостных ракетных двигателей - page 2

Ф.В. Пелевин, Н.И. Авраамов, С.А. Орлин, А.Л. Синцов
2
ного движения теплоносителя через ПМ, изготовленный методом
диффузионной сварки в вакууме металлических тканых сеток, к меж-
канальному (продольно-поперечному), так как при этом увеличива-
ется площадь проходного сечения вследствие большого числа подво-
дящих и отводящих каналов. Принцип межканальной транспирации
теплоносителя (МКТТ) через ПМ позволяет создать высокоэффек-
тивный теплообменный тракт с большей эффективностью теплооб-
мена, чем у известных высокооребренных теплообменных трактов.
Тракт с МКТТ сочетает в себе высокую теплоотдачу, свойственную
трактам, заполненным ПМ, и низкие гидравлические потери.
Теоретический анализ теплообменного тракта. Описание
конструкции тракта охлаждения ЖРД.
Выполнено теоретическое
обоснование необходимости перехода от одномерного (продольно-
канального) к двумерному (межканальному) движению теплоноси-
теля сквозь ПМ в теплообменных аппаратах и системах тепловой
защиты.
Из анализа модифицированного уравнения Дарси
2
dP w w
dZ
− = αμ +βρ
можно сделать следующие выводы.
1. Чтобы снизить потери давления в пористом тракте, надо со-
кратить путь движения теплоносителя через ПМ и уменьшить вяз-
костный
α
и инерционный
β
коэффициенты сопротивления пори-
стой среды.
2. Увеличение скорости
w
движения через ПМ (т. е. увеличение
теплообмена) при заданных потерях давления также может быть до-
стигнуто уменьшением пути движения и коэффициентов сопротив-
ления ПМ.
Анализ модифицированного уравнения Дарси показывает, что
отношение потерь давления в пористых трактах с МКТТ для несжи-
маемой жидкости при ламинарном режиме течения составляет
2
1
2
2
2
1
,
P N
P N
Δ
=
Δ
где
N
1
и
N
2
— число каналов в трактах.
При турбулентном режиме течения несжимаемой жидкости,
свойственном теплонапряженным конструкциям ЖРД, отношение
потерь давления составляет
3
1
2
3
2
1
.
P N
P N
Δ
=
Δ
1 3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,...14
Powered by FlippingBook