КОНВЕКТИВНЫЙ ТЕПЛООБМЕН В ПРЕДСОПЛОВОМ ОБЪЕМЕ ТВЕРДОТОПЛИВНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ С УТОПЛЕННЫМ СОПЛОМ

Рассматриваются вопросы математического моделирования процессов теплообмена в предсопловом объеме твердотопливного ракетного двигателя с зарядом со звездообразной формой поперечного сечения и утопленным поворотным соплом. Методами математического моделирования решается квазистационарная пространственная сопряженная задача теплообмена. Сравнение результатов численного моделирования с известными экспериментальными данными показало корректность предложенных моделей, схем и алгоритмов. Исследованы топологические особенности структуры потока вязкого сжимаемого теплопроводного газа вблизи входной поверхности утопленного сопла и их влияние на конвективный теплообмен в предсопловом объеме твердотопливного ракетного двигателя. Для рассмотренной компоновки твердотопливного ракетного двигателя предложены критериальные уравнения для оценки безразмерного коэффициента теплоотдачи в области утопленного сопла. Проведенная верификация полученных зависимостей на известных экспериментальных данных подтверждает корректность предложенных критериальных уравнений. Выявлено и показано, что применение известных распространенных эмпирических зависимостей Эккерта и Крауссольда не позволяет корректно оценить величину тепловых потоков вблизи непроницаемых поверхностей камеры сгорания двигателя. По результатам расчетов предложены критериальные уравнения для расчета числа Нуссельта (Nusselt number) в особых точках на входной поверхности утопленного сопла и на торце заряда.  
  Автор:  Б. Я. Бендерский, А. А. Чернова
Ключевые слова:  твердотопливный ракетный двигатель, предсопловой объем, утопленное сопло, звездообразный заряд, математическое моделирование, теплообмен, критериальные уравнения, число Нуссельта
Стр:  1139