Образование отложений в условиях течения горючих веществ в
каналах можно описать системой уравнений гидродинамики, тепло-
переноса и диффузии для растворенного кислорода, промежуточных
продуктов и ВМС в приближении пограничного слоя [6].
Решение системы двумерных уравнений позволяет определить по-
ля скоростей, температур и концентраций в каналах. Однако на прак-
тике для оценки коксоотложений в тракте охлаждения ЖРД знать эти
поля, как правило, не требуется и вполне достаточно знать лишь рас-
пределения по длине канала среднемассовой температуры горючего,
среднерасходной скорости, температуры стенки, а также скорости ро-
ста коксоотложений. Целесообразным представляется построение ин-
женерных методов расчета на основе одномерного описания процес-
сов в горючем. Такой подход существенно упрощает математическую
формулировку задачи, делая ее вполне удобной для практических при-
ложений.
Для расчета образования кокса в канале воспользуемся моделью
(1), а гидродинамическую и диффузионную задачи будем решать в
одномерном приближении.
В такой постановке систему уравнений, описывающих процесс
образования кокса, запишем в следующем виде [7]:
G
d
ˉ
U
dx
=
−
S
dP
dx
−
ξ
ρ
ˉ
U
2
2
,
C
p
G
dT
m
dx
=
πdα
(
T
w
−
T
m
)
,
G
S
dC
O
2
dx
=
−
k
1
C
O
2
C
RH
,
G
S
dC
PR
dx
=
−
k
1
C
RH
−
k
2
C
PR
C
RH
,
G
S
dC
BMC
dx
=
k
2
C
PR
C
RH
−
πdβ
(
C
BMC
−
C
BMC
,w
)
.
(3)
Расход горючего
G
задан, а его свойства определяются двумерной
линейной аппроксимацией по табличным значениям. Поскольку кон-
центрации C продуктов окисления, как правило, невелики, то можно
считать, что процессы окисления не влияют на закономерности тепло-
и массообмена в области жидкофазного состояния горючего.
В литературе имеются различные методы расчета теплоотдачи при
сверхкритических давлениях. Сопоставление опытных данных по тур-
булентной теплоотдаче к различным горючим с этими зависимостями
показало, что в режиме нормальной теплоотдачи наименьшую погреш-
ность (
±
12 %
) дает формула Краснощекова–Протопопова [7]:
Nu
Nu
0
=
μ
RH
,w
μ
RH
,m
−
n
μ
ˉ
C
p
C
pw
n
c
λ
w
λ
m
n
λ
(4)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 7
