Лекции: Теплозащита и прочность конструкций РДТТ

Александренков В. П.

в word (список в описании) [Все 16 Лекций]

Теплозащита и прочность конструкции РДТТ

Лекция №1

Введение в предмет

1. Актуальность темы

Ракетный двигатель (РД) с точки зрения термодинамики является тепловой машиной. Эффективность РД определяется предельными (стехиометрическими) энергетическими параметрами рабочего процесса.

Раздел А. Физико-технические аспекты теплозащиты РДТТ

Лекция №2

Вещественные среды и объекты теплозащиты

Термомеханическое состояние конструкции обусловлено взаимодействием рабочего тела машины с материалом конструкции. Сущность теплозащиты заключается в выявлении механизмов этих взаимодействий и управление ими т.к. специфика этого взаимодействия определяет выбор материалов и способа защиты. Для этого необходимо знать каковы свойства и особенности взаимодействующих объектов и сред, что защищать, от чего защищать, чем и как защищать.

Лекция 3

Процессы взаимодействия сред и механизмы теплозащиты РДТТ

Взаимодействие – это совокупный многофакторный процесс. Взаимодействующие объекты частично теряют свои индивидуальные свойства и приобретают новые. Следствием взаимодействия является тепло-и массоперенос.

Лекция №4

Моделирование процессов переноса в РДТТ

В основе доказательства принимаемого решения лежит расчёт. В основе расчёта – модель.

1. Характеристики моделей. Общие понятия.

Модель – отображение в сознании человека объектов, явлений, процессов по совокупности объективных (природных) и субъективных (человеческих) факторов.

Лекция №5

Общая постановка задачи теплозащиты (ТеЗ) РДТТ

Цель задачи ТеЗ – обеспечение работоспособности двигателя по 3-м основным аспектам: Т_ст < Т_доп; прочность конструкции; минимальные (контролируемые) деформации (особенно критика).

Раздел 2. Расчёт теплоотдачи и тепловых потоков в трактах двигателя

Лекция №6

Постановка задачи расчета тепло- и массообмена в трактах двигателя и проблема решения

Цель расчета – получение граничных условий для расчёта температурного состояния конструкции.

Основные следствия и приложения теории пограничного слоя РДТТ

Лекция №7

Методология приближенного полуэмпирического расчета конвективного тепло-и массообмена по модели пограничного слоя в интегральных параметрах РДТТ

Лекция №8

1. Общий вид модели переноса

Модель тепломассопереноса в пограничном слое широко распространенная в инженерных задачах в самом общем виде для случая стационарного осесимметричного течения сжимаемого газа, может быть представлена системой уравнений:

Методология расчета тепло-и массообмена РДТТ по Кутателадзе-Леонтьеву

с использованием «относительных законов»

Лекция № 9

Методология расчета тепло-и массоотдачи по феноменологическим моделям

Лекция 10 (РДТТ)

1. Общая характеристика

Наряду с моделями высокого уровня существуют феноменологические модели. Они получаются на базе опыта и экспериментально-теоретических исследований.

Особенности расчета конвективной теплоотдачи по зонам двигателя

Лекция № 11

1. Выделение зон расчета теплоотдачи

По совокупности физико-технических аспектов ТеЗ и ее расчетов в РДТТ выделяются две части: камера и сопловой блок. В камере двигателя выделяются следующие зоны: переднего днища; заднего днища; цилиндрического корпуса.

Радиационный теплообмен в камере двигателя РДТТ

Лекция 12

1.1. Основные положения теории

Излучение (радиация) – фундаментальные универсальные свойства материи имеет квантово-волновую природу. Диапазон волн излучения безграничен. Тепловой эффект излучения проявляется в диапазоне длин волн: 0,4…0,7 мкм (видимое излучение), 0,7…420 мкм (инфракрасное).

Расчет теплозащитного покрытия с внешним уносом массы

Лекция №14

1. Модель температурного состояния стенки

Расчёт ТЗП с внутренним уносом массы

Лекция №15

1. Общая постановка задачи.

Внутренний унос массы характерен для коксующихся композитов и каркасных материалов. Каркасные материалы представляют собой порисутю матрицу (например из вольфрама), наполненную легкоплавкими веществами (например медь) – хладоагентами. Явление уноса выглядит особенно сложно в случае углеродосодержащих композитов, для которых свойственен совместный внутренний и внешний унос.

Расчёт прочности конструкций РДТТ

Лекция №16

Прочность конструкций – способность конструкций сопротивляться разрушению. Она оценивается по исходным прочностным свойствам материалов с учетом взаимосвязанного действия физических нагрузок (силовых, термических и др.), особенностей конструктивного решения и связанных с ним технологических приемов исполнения.

Определяющий фактор особенностей прочностного состояния и расчета конструкции – её термическое состояние.

Раздел 3. Термомеханическое состояние конструкции двигателя

Общая постановка задачи расчета

Лекция №13

1. Специфика состояния. Основные понятия.

Термомеханическое состояние конструкции (ТМС) – специфическое состояние конструкции, возникающее в процессе работы двигателя, обусловленное совместным действием силовых и термических факторов и особенностями взаимодействия рабочего тела с материалом конструкции.

Композитные материалы при нагреве до высоких температур претерпевают фазово-химические превращения с последующей частичной или полной их