Расчет наружного охлаждения (стр. 2 из 8)

- температура газовой смеси, К;

- температура стенки для данного участка, К.

Вт/м².

1.3 Определение лучистого и суммарного удельных тепловых потоков

1.3.1 Определение степени черноты продуктов сгорания

Из составляющих продуктов сгорания числа газов практическое значение для расчета удельного лучистого теплового потока имеет только излучение

Это означает, что степень черноты продуктов сгорания зависит от степени черноты паров и углекислоты:

, (1.6)

где

- степень черноты углекислого газа;

- поправочный коэффициент на парциальное давление водяного пара;

- степень черноты водяных паров;

Последний член в данном выражении означает, что излучение смеси

несколько меньше суммы излучений этих газов, так как полосы излучения и поглощения для

частично совпадают. Тогда формула принимает вид:

. (1.7)

Для нахождения

необходимо рассчитать парциальное давление водяных паров по формуле (1.8):

, (1.8)

где

- давление газовой смеси в камере сгорания, Па;

- массовая доля водяных паров в смеси.

МПа.

Для нахождения

необходимо рассчитать парциальное давление углекислоты по формуле (1.9):

, (1.9)

где

- давление газовой смеси в камере сгорания, Па;

- массовая доля водяных паров в смеси.

МПа.

Определяем отношение длины камеры сгорания к ее поперечному сечению:

, (1.10)

где

- диаметр поперечного сечения камеры сгорания, м;

- длина камеры сгорания, м.

Используя данные таблицы 1, найдем длину пути луча, l,м:

;

м.

Определяем по графику зависимости

от T (T=2550 K) и произведений (

) и

соответственно степени черноты водяных паров и углекислого газа. График представлен в приложении Д [1],

;

Подставляем найденные значения

в формулу (1.7):

1.3.2 Определение удельного лучистого теплового потока

В общем случае лучистый тепловой поток q_л,

определяется выражением:

, (1.11)

где

- соответственно температуры продуктов сгорания и газовой стенки, K;

- эффективная степень черноты стенки;

- степень черноты продуктов сгорания;

Вт/(м²K⁴) коэффициент излучения абсолютно черного тела;

- поглощательная способность газа при температуре газовой смеси.

В двигателях с медными и стальными охлаждаемыми стенками, не имеющими никаких специальных жароупорных покрытий,

сравнительно невелика, значит, лучеиспусканием стенки можно пренебречь.

В этом случае лучистый тепловой поток q_л.кс,

в камере сгорания:

, (1.12)

Эффективную степень черноты стенки можно найти по формуле (1.13):

, (1.13)

где

- степень черноты стенки, значение которой определяется из таблицы 1.

;

Подставляем полученное значение

в формулу (1.12):

Вт/м².

Так как величина лучистых тепловых потоков определяется в первую очередь термодинамической температурой, по длине сопла всегда имеет место резкое снижение значений q_л. Поэтому при расчетах лучистых тепловых потоков можно с достаточной степенью точности принять следующую картину распределения q_лпо длине сопла:

Вт/м²;

Вт/м².