4 / 15
теплофизическими свойствами, эквивалентными воздуху. Параметры
основного потока соответствуют равновесному течению продуктов
сгорания кислородно-метановой смеси при стехиометрическом соот-
ношении компонентов. При этом температура торможения основного
потока на входе в сопло принята
T
п
= 3000
K. Теплофизические пара-
метры продуктов газогенерации определяли с помощью программного
комплекса TERRA. Следует отметить, что на данном этапе исследо-
вания в расчетах радиационная составляющая тепловых потоков не
учитывалась.
Для оценки эффективности завесного охлаждения в произвольном
поперечном сечении канала используется параметр
η
[5], который ха-
рактеризует возможное снижение относительного уровня теплового
воздействия на стенки канала в различных сечениях и определяется
следующей зависимостью:
η
=
T
ср
−
T
w
T
ср
−
T
o
.
(1)
Здесь
Т
w
— температура стенки;
Т
ср
— среднее значение температуры
смеси.
В настоящей работе принято допущение о том, что стенка канала
является теплоизолированной. Поэтому температура
Т
w
изменяется в
зависимости от осевой координаты. Таким образом,
Т
w
соответствует
температуре восстановления газа в пристеночной области, которая, в
свою очередь, зависит от радиального распределения концентрации
охладителя в рассматриваемом сечении. Ввиду отсутствия тепловых
потерь в стенку канала среднее значение температуры смеси
Т
ср
прак-
тически постоянно по всей длине тракта и определяется из уравнения
T
cp
=
C
p
п
T
п
G
п
+
C
p
o
T
o
G
o
C
p
c
(
G
п
+
G
o
)
,
(2)
где
Т
п
— температура основного потока;
Т
о
— температура охладите-
ля;
G
п
— массовый расход основного потока;
G
о
— массовый расход
охладителя;
С
р
п
,
С
р
о
,
С
р
с
— теплоемкости при постоянном давлении
основного потока, охладителя и их смеси соответственно.
Анализ предварительных расчетов и экспериментальных данных
других авторов [6, 7] позволил выделить основные факторы, влия-
ющие на характеристики системы газового завесного охлаждения. К
ним относятся:
— относительные геометрические размеры кольцевой щели ввода
охладителя;
— соотношение скоростных напоров основного потока и охладите-
ля
q
п
/q
о
;
— среднее значение критерия Рейнольдса Re;
— степень закрутки потока
ω
.
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение” 2015. № 4 23