МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
УДК 536.24:665.642
Л. С. Я н о в с к и й
ОБРАЗОВАНИЕ КОКСООТЛОЖЕНИЙ В ТРАКТЕ
ОХЛАЖДЕНИЯ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ,
РАБОТАЮЩИХ НА УГЛЕВОДОРОДНЫХ
ГОРЮЧИХ
Приведены результаты экспериментальных исследований и пред-
ложена математическая модель процесса образования коксоот-
ложений при течении углеводородных горючих в каналах тракта
охлаждения жидкостных ракетных двигателей.
Условия применения углеводородных горючих в жидкостных ра-
кетных двигателях (ЖРД) характеризуются их нагревом преимуще-
ственно в каналах регенеративной системы охлаждения. Несмотря на
то, что ЖРД работают десятки минут в каналах охлаждения образу-
ются коксоотложения, которые увеличивают гидравлические потери в
тракте охлаждения и в силу низкой теплопроводности ухудшают те-
плопередачу из камеры сгорания [1]. Все это приводит к снижению
эксплуатационной надежности ЖРД, особенно многоразового запуска.
В литературе имеются неоднозначные сведения о влиянии одних
и тех же режимных параметров, например расхода горючего, на зако-
номерности образования коксоотложений в двигателях [2]. Это обу-
словлено тем, что работы в данном направлении до сих пор носили
эмпирический характер и не опирались на научные представления о
механизме образования кокса.
В настоящее время установлено, что скорость образования отложе-
ний в общем случае определяется как химическими реакциями, про-
исходящими в горючем, так и процессами массопереноса продуктов
этих реакций, которые зависят от целого ряда факторов, а именно:
химического состава и фазового состояния горючего, температур по-
тока и стенки, давления и скорости потока, материала и состояния
поверхностей, контактирующих с горючими веществами стенок.
В связи с этим расчет и проектирование систем охлаждения ЖРД,
определение ресурса и эксплуатационных свойств двигателей требуют
знания механизмов и кинетики реакций, происходящих при нагреве,
а также закономерностей тепло- и массообмена в углеводородных го-
рючих при сверхкритических давлениях.
Целью настоящей работы является определение закономерностей
образования коксоотложений при турбулентном течении в каналах
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 3
