Проектирование двигательной установки и элементов конструкции второй ступени баллистической ракеты (стр. 11 из 24)

;

где

- абсолютная температура заторможенного потока (величина известная из теплового расчета двигателя);

- имеет размерность

Конвективный тепловой поток в стенку КС:

Лучистый тепловой поток в стенку КС:

;

где

- тепловые потоки излучаемые газами.

Лучистые тепловые потоки газов:

где

- приведенная длина луча на j-ом участке.

Парциальные давления газов

имеют размерность – атм.

Суммарный тепловой поток для j-го участка КС:

Площадь боковой поверхности j-го участка:

Температура охладителя на выходе из охлаждающего тракта:

Давление на выходе из охлаждающего тракта:

где

- перепад давлений на форсунках.

Температура кипения охладителя на выходе из охлаждающего тракта

- компонента достаточно для охлаждения.

Подогрев охладителя на j-ом участке:

Температура охладителя на j-ом участке:

Результаты расчетов заносим в таблицу №1.12.

Таблица №1.12

№ сеч.	, кВт/м2К	, Вт/м2	, Вт/м2	, Вт/м2	, Вт/м2	, м2	, К	, К
0	1,570	3,616	6,309	9,174	5,164	0,3848	0	313
1	1,597	3,598	5,885	8,895	5,076	0,03829	6,421	319,4
2	1,896	4,083	4,841	8,116	5,379	0,03374	5,995	325,4
3	2,845	5,841	3,618	7,041	6,907	0,0262	5,978	331,4
4	4,498	8,785	2,588	5,985	9,642	0,0198	6,306	337,7
5	4,149	7,973	2,327	5,745	8,781	0,03156	9,156	346,9
6	2,507	4,912	2,593	6,15	5,787	0,04091	7,822	354,7
7	1,660	3,314	2,791	6,462	4,239	0,05041	7,06	361,7
8	1,194	2,429	2,908	6,671	3,387	0,05929	6,634	368,4
9	0,9074	1,88	2,957	6,8	2,856	0,06761	6,378	374,7
10	0,7177	1,514	2,949	6,86	2,495	0,07535	6,21	381
11	0,5842	1,254	2,889	6,86	2,229	0,08259	6,082	387
12	0,4858	1,061	2,783	6,805	2,02	0,08936	5,964	393
13	0,4108	0,9127	2,636	6,695	1,846	0,0957	5,836	398,8
14	0,3519	0,795	2,448	6,53	1,693	0,1016	5,684	404,5
15	0,3044	0,6992	2,223	6,304	1,552	0,1072	5,495	410
16	0,2654	0,6195	1,959	6,009	1,416	0,1124	5,258	415,3
17	0,2326	0,5517	1,656	5,627	1,28	0,1172	4,958	420,2
18	0,2048	0,4933	1,31	5,125	1,137	0,1218	4,574	424,8
19	0,1807	0,4421	0,9103	4,425	0,9756	0,126	4,062	428,9
20	0,1595	0,3964	0,4278	3,264	0,7655	0,13	3,287	432

Коэффициент теплопередачи от жидкой стенки к охладителю:

;

где

- средняя площадь охлаждающего тракта на j-ом участке;

- количество ребер на j-ом участке;

- средний шаг ребер на j-ом участке;

- комплекс физических параметров охладителя;

- средний гидравлический диаметр охлаждающего тракта на j-ом участке;

Средняя температура жидкой стенки на j-ом участке:

Средняя температура газовой стенки на j-ом участке:

Средняя температура материала огневой стенки на j-ом участке:

Разница между принятой и расчетной температурой «газовой» стенки:

Результат расчета считаем удовлетворительным если разница между принятым значением температуры газовой стенки и расчетным будет составлять менее 5%. Если разница превышает 5% расчет проводим заново приняв за температуру газовой стенки среднюю между принятой и расчетной температурами.

Результаты расчетов заносим в таблицу №1.13.

Таблица №1.13

№ сеч.	, шт.	, м	, м2	, м	, кВт/м2К	, К	, К	, К	%
0	290	0,003792	0,002024	0,002638	6,979	1053	1268	1161	36,9
1	290	0,003693	0,001953	0,002593	7,207	1024	1235	1130	31,1
2	290	0,003254	0,001634	0,002371	8,458	961,3	1185	1073	19,8
3	290	0,002527	0,001107	0,001896	12,08	903,1	1191	1047	11,8
4	290	0,001909	0,000659	0,001334	19,62	829,2	1231	1030	6,57
5	145	0,003904	0,001053	0,002687	11,73	1096	1461	1279	19,1
6	145	0,005061	0,001472	0,003095	8,719	1018	1259	1139	9,18
7	145	0,006236	0,001898	0,003384	6,99	968,3	1145	1057	3,37
8	290	0,003667	0,001934	0,002581	7,27	834,2	975,4	904,8	9,57
9	290	0,004182	0,002307	0,0028	6,211	834,5	953,5	894	8,15
10	290	0,00466	0,002654	0,002971	5,486	835,7	939,6	887,6	5,76
11	290	0,005108	0,002978	0,003108	4,958	836,7	929,5	883,1	2,87
12	290	0,005527	0,003282	0,003221	4,554	836,5	920,7	878,6	0,21
13	290	0,005919	0,003566	0,003315	4,237	834,5	911,4	872,9	3,30
14	290	0,006286	0,003832	0,003395	3,981	829,7	900,2	865	6,27
15	580	0,003315	0,003356	0,002404	4,743	737,2	801,8	769,5	0,54
16	580	0,003475	0,003589	0,002488	4,465	732,5	791,5	762	2,87
17	580	0,003626	0,003808	0,002561	4,234	722,6	775,9	749,2	5,75
18	580	0,003766	0,004011	0,002626	4,041	706,1	753,5	729,8	7,93
19	580	0,003897	0,004201	0,002684	3,877	680,5	721,2	700,8	9,00
20	580	0,00402	0,004379	0,002735	3,737	637	668,9	653	7,49

Как видно из таблицы №1.3, разница между заданной и расчетной температурами газовой стенки значительна. Задаемся новыми значениями температуры и повторяем расчет.