Удовлетворительное согласование расчетных и эксперименталь-
ных данных по коксоотложениям в различных условиях течения и
нагрева горючих позволяет применять предложенную модель в расче-
тах образования коксоотложений в тракте охлаждения ЖРД.
Моделирование процессов образования отложений в каналах охла-
ждающего тракта ЖРД проводилось для стационарных условий при
следующих значениях режимных параметров [10]:
— температура горючего на входе в канал 20. . . 50 ˚С;
— давление горючего на входе в канал 10. . . 25МПа;
— плотность теплового потока на участках в камере сгорания и
на входе в сопло
(1
. . .
5)
∙
10
6
Вт/м
2
; в критическом сечении сопла
(2
. . .
8)
∙
10
7
Вт/м
2
; в выходном сечении сопла
(0
,
5
. . .
3)
∙
10
6
Вт/м
2
.
Выбор повышенных значений температуры горючего на входе в
двигатель обусловлен возможным нагревом горючего в баках лета-
тельного аппарата как вследствие аэродинамического нагрева в поле-
те, так и от солнечной радиации при длительных полетах в космосе.
Режим течения в каналах — турбулентный. Материал стенки — медь.
Расчет проводился с накоплением массы отложений. При необходи-
мости можно изменить режим работы двигателя и продолжить расчет
далее, накопленная масса кокса при этом сохраняется.
Результаты расчетов показали, что образование коксоотложений
по длине охлаждаемого тракта ЖРД происходит весьма немонотонно
(рис. 4).
На участке от выходного сечения сопла, т.е. от входа горючего в
тракт охлаждения, до критического сечения коксоотложения практи-
чески не образуются. Это обусловлено небольшим приростом темпе-
ратур стенки и горючего, а также их относительно небольшими зна-
чениями во всем диапазоне температур горючего на входе в тракт.
Наибольшая же скорость образования отложений и, соответственно,
перегрева наблюдается в окрестности критического сечения сопла, где
плотность теплового потока наибольшая. Такой характер образования
коксоотложений обусловлен тем, что температура стенки в окрестно-
сти критического сечения сопла достигает максимума, среднемассовая
же температура горючего монотонно увеличивается вдоль тракта дви-
гателя, достигая наибольшего значения перед форсуночной головкой
камеры сгорания.
На участке от критического сечения сопла до входа в камеру сгора-
ния интенсивность образования коксоотложений оказалась зависящей
от температуры горючего на входе в охлаждающий тракт: при темпе-
ратурах горючего до 100 ˚С образования коксоотложений практически
не происходит, а при температурах горючего выше 100 ˚С образование
коксоотложений происходит весьма интенсивно (рис. 4,
б
). Такое влия-
ние температуры горючего вещества на входе в охлаждающий тракт на
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2006. № 3 11
