УДК 536.46
Д. А. Я г о д н и к о в, Ю. В. А н т о н о в,
Ю. Н. В л а с о в
МОДЕЛИРОВАНИЕ ИСПАРЕНИЯ
ПОЛИДИСПЕРСНОЙ СОВОКУПНОСТИ КАПЕЛЬ
ВОДЫ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ
ГИДРОРЕАКТИВНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Приведена методика расчета основных характеристик процес-
сов подачи воды и испарения полидисперсной совокупности ка-
пель в камере сгорания гидрореактивного двигателя. Получены
пространственно-временные характеристики динамики испарения
капель воды и установлено, что учет полидисперсного состава ка-
пель и их распределения по скорости и температуре позволяет по-
высить точность математического моделирования, подтвержда-
емую сравнением с экспериментальными данными.
E-mail:
;
Ключевые слова
:
испарение, распыливание, вода, полидисперсная сово-
купность, математическая модель, капля, численное исследование.
Анализ этапов развития комплексной теории внутрикамерных про-
цессов в ракетных и реактивных двигательных установках позволяет
сделать вывод о наличии тесной корреляции последней с динамикой
роста вычислительных мощностей. В 1950-е гг. прошлого столетия
определяющая роль в процессе разработки перспективных образцов
специальной и гражданской техники отводилась экспериментальной
отработке. Основная цель теоретических исследований состояла в кор-
ректном качественном описании всей совокупности явлений и меха-
низмов, протекающих в камере сгорания (КС) того или иного типа
двигателя без детальной проработки количественной составляющей.
В настоящее время как в отечественной [1, 2], так и в зарубежной
литературе [3, 4] отмечается рост номенклатуры теоретических ра-
бот, направленных прежде всего на принципиальную количественную
и качественную корректировку ранее разработанных математических
моделей.
Рассматриваемый в настоящей работе гидрореактивный двигатель
(ГРД) предназначен для передвижения аппаратов в водной среде, по-
ступающей в него в качестве окислителя, и представляет собой разно-
видность прямоточной силовой установки, схема которой приведена
на рис. 1. Физику процессов, протекающих во внутреннем объеме та-
кого двигателя, можно представить следующим образом. Продукты
разложения пиротехнического состава (ПС), отходящие от поверхно-
сти горения, вступают во взаимодействие с водой, подаваемой в пер-
вую зону. В промежуточном сопле поток ускоряется, что способствует
дроблению капель воды и интенсифицирует процессы тепломассооб-
мена. Дожигание продуктов сгорания осуществляется во второй зоне
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 71
