Главная » Просмотр файлов » Глава XVIII. Тепловая защита летательных аппаратов и их энергетических у

Глава XVIII. Тепловая защита летательных аппаратов и их энергетических у (1013646), страница 6

Файл №1013646 Глава XVIII. Тепловая защита летательных аппаратов и их энергетических у (Под общ. ред. академика В.С.Авдуевского и проф. В.К.Кошкина - Основы теплопередачи в авиационной и ракетно-космической технике) 6 страницаГлава XVIII. Тепловая защита летательных аппаратов и их энергетических у (1013646) страница 62017-06-17СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 6)

Теоретические расчеты, основанные нз полу- эмпирической модели, согласно которои изменение ширины облас!5! струйного смешения подчиняется закону иь «Х и ! — ии,и Дают пРИ иг =-. ! значение 5йс41:=- 1й с!а:-- О. Опо свЯзано с теы, что турб) лснтнаи вязкость в зоне смешения согласно модели Прзн.!дггя «и ПРОПОРЦИОНаЛЬНа ГРЗДНЕ!му СКОрОСтн р, --. р(а) —.1 И НРИ Г!1:.= иа —. — "'" .-= 1 —.— — О и р,— О. 1(з самом деле кром«турбулегппой и1, ги вязкости, порождисмоп градиентом скорости в зоне сиутного г'5!5 шспия, нмсют мссго ю!Лекул51!зная в5!зкость, 1сп.!О!5!5ОводнОсгь и ди!!х)гузик. р5роэ!е го1О, смешивакпцисс5! потоки мОгут Оолада1ь также н начальной турбулентностью вследствие образования прш:!Оппых по! рзпичпых слоев в Окрестности выдува по!ока на Г9 ег !1оверхиосзь и различных ю1;!роди!шаг мическнх возмущений.

ВСЕ ЭСИ фанчоры И ОнргдСЛ5!К51' ШИ. тлга рину области смешения прн гт 1. г 6,1 (; увел ичеплем параметра гп -- и !5иг Ог 0 до 1 угол рзшнпра 55И Об.шсги смеЙй5х и!Спин уменьшается, соответственно 555х1 увеличивается дальнобойгость струи, У ЮХ !55аг и прн т 1 дальнобойность струи и !лина начального у шсгка чаксималь.1ы при поочих равных ! лопиях. Ппи инте!1сивиостп начальной гурбулснт5юстп смешивающихся потоков около 2!% у~ поные коэффипиепты тепловой зоны струйного смешения при ш .'.".0,5 и и >2 удоилегмюритсльпо описываются зависимостью (18.25) где яз н,шальном участке смешения с = 0,17, па основном— с — 0,12. При значениях параметра гп, близких к едипипе 0,7 < ..' т -',' 1,4, ширина зоны смешения не зависит от параметров гп:: и,„д/ип и Ь,/х О,1.

Г!ри увеличении уровня начальной турбулснтпос~н смешивающихся потоков диапазон значений т, при которых шпршш зоны смешения не зависит от гп, будет рзсширязься, а при умсньшгпии — уменьшаться. Изменение скорости и,„, и температуры Т, на оси струи можно определить пз основе решений интегральных соотношений для импульса и энтальпии в струе. Из условий сохранения избыточного импульса (18. 27) ь„ Ь„(1 и')„,,' (1„- Ьд) (Ри')„=-. ~ Ри' г(д (18.26) и сохранения избыточной эптальпин д,. Ь„(ри)г„., (1г„, — /гг) — ~ ри(! — 1гг) г(у. о Для определения интегралов, стоящих в правой части этих соотношений, исггользуютси формулы для профиля относительной скорости и энтальпии в поперечном сечении струи (18.20) и (18.21) и эмпирическое соотношение для ширины зоны струйного смешения (18.23).

В общем случае решение этих уравнений достаточно громоздко и требует и<пользования численных методов. Результаты расчетов и экспериментальные исследования показывают, что в общем случае относительная избыточная безразмерная скорость Ф' == (и„— иг,)/(игд2 — иг,) и температура 6 =- (Т вЂ” Тг,)/(Тг„,— — Т,) зависят от относительного расстояния Х = х/Ь„параметра вдува т, =- игда/игм отношения плотностей (или температур) смешивающихся потоков и =- Тгад/Тгг = Рп/Ргод.

Рассмотрим основные закономерности струйного смешения двух потоков с одинаковыми теплоемкостями при упрощающем допущении Ь, =- Ьо В этом случае профиль температур в поперечаом сечении струи подобен профилю скоростей иг, — ии (у) Тг, — Т, (у) (18.28) иг, — и,„, Тг, — Тьд В этом случае распределения температуры и скорости потока на оси струи также будут подобны: (Тг, — Тм)/(Тг, — Тг„д) = (иг, — и„,)/(игг — игдд). (18.29) Нз рис. 18.17 приведены значения безразмерной избыточной температуры на оси струи 6 = (Т вЂ” Тг,'1/(Тㄠ— Тг,) для гв Аддуевдднд 449 вм в,в В4 и вв дв гав в .

вв гвв гав к Рнс. !8.17. Заанснмосчь безразмерной избыточной температуры на осн струи 6,„ от параме" роа пь н Х прн и = 0,5 в г — иш/и. Рнс. 18.18. Заанснмость для расчета распределення скорости на осн с~рук н спутном потоке 450 Различных значений та =- игаа)итт пРи п = — Туна!Тут — — 0,5, которые дают наглядное представление о влиянии этого параметра на характер распределения температуры на оси струи Т, и дальнобойность струи. При та < 1 рост параметра вдува шсаа приводит к увеличению начального участка и дальнобойности струи, а при та ) 1 — к уменьшению этих характеристик.

Уменьшение параметра л (при л с. 1) при прочих равных условиях приводит также к увеличению начального участка н дальнобойности струи. В частном случае при и =- 1 из интегральных соотношений (18.2б) и (18.2?) следует зависимость, представленная на рис. 18.18. Используя данную графическую зависимость, можно определить изменение скорости и температуры на оси струи при п = ТгаагТп —— = 1. Дли заДанпого значенна паРаметРа вДУва п1а опРеДелЯем длину начального участка и тангенс угла расширения основного участка зоны струйного смешения 1я цт (см. рис.

18.16). Полагая, что граница основного участка струи проходит через кромку сопла, для рассматриваемого значения х определяем ширину зоны смешения 6, =.: х1йит + йа, где х — координата, отсчитываемая от выходного сечения щели. Зная ширину зоны струйного смешения 8 /й„определяем согласно графической зависимости (см. рис. 18.18) скорость потока на оси струн и гип при заданных зна. тв тв ыг гпа чениях иа и х и из условия подобия поля температур и скоростей (!8.29) определяем температуру на оси струи Т . Такая в,в приближенная методика расчета дает несколько завышенные значения темпевгв рзтуоы потока на оси струи. При больших параметрах вдува т,(иг „ ~~ ип) закономерности распрострапения струи будут близки к закономер.

ностям распространения затопленной струи. В этом случае длина начального участка струи составляет 1агЬа ' 10, полюс струи практически расположен в выходном сечении щели (х„= О) и вдали от нее распределение скорости на оси плоской струи определяется из вы- ражения Рис. 13.!9. Схема распределения толгпины пограничного слоя; 1 — лоне струйного смещенлн. 1 — орофель сааросте П!лнх.

тенг*; а — погреененвй слой 6 = 0,37 (и!ий)а иго,а (18.32) Из совместного решения этих двух уравнений с учетом вышеприведенной методики определения распределения температуры и скорости вдоль оси струи можно определить толщину пограничного слоя. Для этой цели можно использовать метод последовательных приближений.

Для практических расчетов в первом приближении толщину пограничного слоя (6) можно оценить по формуле (!8.32), в которой скорость на внешней границе принята пй = 0,5 (и>ой + и11), а значение вязкости определить по температуре Т1 — — 0,5 (Т>е, + + Т,). Знал толщину пограничного слоя, можно определить температуру теплоизолированной поверхности Т , = То, скорость на внешней границе пограничного слоя, а следовательно, и коэффициент теплоотдачи а согласно формуле 5! = са)(руи>ср) =- 0,0225 (иа6/и) — а йтРг — о и.

(18.33) Как показывают расчеты, для большинства практических случаев при х/Ь .( 20 толщина пограничного, слоя составляет 611Ь < 15' йо! Р11 йе еф 'о — = 3,98 У «1 ее г„, й (18.30) Вышеприведенный анализ не учитывает влияния пограничного слоя, образующегося на защищаемой поверхцости, на распределение скорости и температуры в пристеночном струйвом потоке. В первом приближении можно полагать, что это влияние ограничено областью пристеночного пограничного слоя. В этом случае толщину пограничного слоя можно определить из условия: скорость на внешней границе пограничного слоя лежит на соответствующем профи.че скорости (Шлихтиига) в зоне струйного смешения (рис. !8.19). Из условия подобия поля температур и скоростей в зоне струйного смешения согласию формуле (18.20) скорость ий и температура Тй на границе пограничного слоя равны иц — иа Тц — тй г 1 6 та1й >м и1,— «,„т„— т =( ( Ь) С другой стороны, если турбулентный пограничный слой нарастает от выходного сечения щели, то его толщину можно оценить по формуле йд е=! .ц 0,1 и значения терн!ср!!туры и скорости на внешней границ! дз»=7,5 йз пограничного слоя близки к знзз »!ецио темпер;!туры и скорости на оси свободной струи.

При заданной эффректнвпости 04 заградительного охлаждения его йр йг экономичгюсть определяется всдх.. )д личинок )засходе! охладиъчлз ((зр), га т Ь „, иРИХОДЯНгЕГОСЯ На ЕДННИЦУ ПЛО- щади защищаемой поверхности (Л), Рис )3 20. Зиз пч и» эы»д и зз' (Ри) ! 'р ге! ч': (зо (Ри! рз)/х Ог пиепыоети от епрэр((пк) дли рззличных зизчеиий рпр (зегрзд!гро»п,ное носительную величину этого расоклзриз!еиие при и =.. 0,64) ХОЛа охладнтеля можно запи- сать в виде(ри),Я!ри)гр=т„Ь»/(пх). Поэтому значение (о)„,д пелесообразно представить в виде фупкпиональной зависимости !) — -0„(тр(зр/(пх), т,, и), которая представлена нз рис.

18.20 для заградительного охлаждения пластины при различных значениях т, и и -. 0,64, Из приведенной зависимое~и следует, что при заданном значении Й„„д с увеличением параметра вдува т, относительный расход охладителя, приходящийся на единицу поверхности т,бр/(пх), увеличивается и, следовательно, экономичность ухудшается. Это объясняется тем, что с увеличением параметра вдува необходимый расход охладнтеля для тепловой защиты поверхности увеличивается быстрее,чемдальнобойностьструн.

При вдуве охладителя в пограничный слой внешнего потока, толщина которого много больше чем размеры щели, вдали от нее при малом параметре вдува тр < 1 струя будет развиваться в поле вязкости и теплопроводностн, определяемых пограничным слоем. В этом случае в основу модели расчета заградительного охлаждения могут быть положены закономерности пограничного слоя. Согласно данной модели формула для расчета !В, при любом значении х за пределами начального участка х, может быть получена путем интерполяции при х х,: 0 йб Г и!»,ь» '!о зз иг, (к — кр) и) р,Ьр пйи 0-». х е, хр е)ырд -- 1. Если для тепловой защиты поверхности используется многорядная система (многощелевая), состоящая из и удаленных друг от друга щелей, то для расчета эффективности заградительного охлаждения (!)ерд) можно использовать принцип аддитивности эффективности охлаждения.

Характеристики

Список файлов книги

Под общ. ред. академика В.С.Авдуевского и проф. В.К
Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6553
Авторов
на СтудИзбе
299
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее