Введення, Визначення питомого теплового потоку, Вибір температури газової стінки, Визначення

Розрахунок конвективного охолодження зводиться до визначення температурних полів стінки та охолоджувальної рідини по довжині каналу, а також визначення розмірів та гідроопір міжсорочкового зазору та потужності насоса для прокачування охолоджуючої рідини.

Вихідними даними є:

1) масова витрата , кг/c та склад суміші газів, що протікають через канал;

2) термодинамічні параметри суміші: температура, K, і тиск МПа;

3) геометричні розміри та форма каналу:

- Діаметр циліндричної частини камери згоряння, м;

- Діаметр критичного перерізу сопла, м ;

- Діаметр вихідної частини сопла, м;

- Довжина циліндричної частини сопла, м;

4) матеріал стінки та її товщина, м;

5) тип охолоджуючої рідини, її витрата кг/c, тиск і температура на вході, К, МПа;

6) кути та розкриття сопла;

В результаті розрахунку необхідно визначити:

1) величину питомого теплового потоку за довжиною сопла

2) температурне поле стінки з боку газу та з боку рідини:

3) швидкість руху охолоджуючої рідини в міжсорочковому зазорі, м/с; гідравлічний опір міжсорочкового зазору , Н/м 2 потужність насоса для прокачування охолоджуючої рідиниN,Вт.

Вибір температури газової стінки

Для розрахунку зовнішнього охолодження канал розбивається ділянки. Схема розбивки каналу на 11 ділянок додається як додаток до курсової роботи.

Для кожної з ділянок вибираємо температуру газової стінки з боку продуктів згоряння з огляду на властивості матеріалу стінки.

Визначення конвективного питомого теплового потоку

Розрахунок теплоємності та в'язкості газового потоку

Обчислюємо теплоємністьгазового потоку за формулою (1.1):

де Сpi -тепломісткість конкретного газу при заданій температурі суміші, кДж/(кг К); ri - частка газу газовому потоці.

Визначаємо теплоємність газів, користуючись даними додатка А [1], застосовуючи метод інтерполяції:

Підставляємо знайдені значення теплоємностей у формулу (1.1):

Знаходимо молекулярну масу суміші за формулою (1.2):

де Мi-молекулярна маса конкретного газу, кг/(кмоль);

ri - частка газу газовому потоці.

Динамічна в'язкість визначається за формулою (1.3):

де Мi-молекулярна маса суміші, кг/(кмоль);

- динамічна в'язкість конкретного газу;

ri - частка газу газовому потоці.

Визначаємо динамічну в'язкість газів, користуючись даними додатка А [1], застосовуючи метод інтерполяції:

Знаходження значення коефіцієнта тепловіддачі від газу до стіни.

Коефіцієнт тепловіддачі від газу до стінки розраховується за такою формулою:

де Сpсм - теплоємність газового потоку, кДж/(кг К);

- динамічна в'язкість потоку;

- масова витрата газу, кг/с;

- Середній діаметр поперечного перерізу каналу на кожній ділянці, м;

- температура газової суміші, К;

- температура стінки з боку продуктів згоряння кожної ділянки, До.

Вт/(м 2 К). Вт/(м 2 К)

Визначення конвективного питомого теплового потоку у стінку

Конвективний питомий тепловий потік визначається за такою формулою:

де - коефіцієнт тепловіддачі для ділянки, що розраховується, Вт/м 2 ;

- температура газової суміші, К;

- Температура стінки для даної ділянки, До.

---