Влияние теплообмена в тракте газовода закрытой схемы ЖРД на параметры потока перед форсуночной головкой камеры сгорания, страница 3

Рисунок 14 Распределение скорости и статического давления по высоте канала с охлаждением стенки 2 V=1m/

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение стенки 3. Как видно из рис.15 распределение скорости по тракту схоже с трактом  без теплообмена.

Рисунок 15 Визуализация распределения скоростей в тракте газовода с охлаждением стенки 3 V=1m/s

На рис.19 и рис.20 так же видно что распределение скорости по высоте канала в сечениях х=0.35 и х=0.5 схоже с трактом  без теплообмена.

Рисунок 16 Распределение скорости и статического давления по высоте канала с охлаждением стенки 3 V=1m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение стенки 2 и 3. Распределение скорости по тракту схоже с трактом  без теплообмена(рис.17).

Рисунок 17 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с охлаждением стенки 2 и 3 V=1m/s

Из рис.18 видно характер распределения скорости и давления так же схож с предыдущими.

Рисунок 18 Распределение скорости и статического давления по высоте канала с охлаждением стенки 2 и 3 V=1m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение наружной стенки. Как видно из рис.19 распределение скорости по тракту схоже с трактом  без теплообмена.

Рисунок 19 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с охлаждением наружной стенки V=1m/s

Из рис.20 видно что средняя скорость в сечении х=0.5 упала, а в сечении х=0.35 стала ассиметричной. Это влияние охлаждения стенки, Т.к. площадь охлаждения в данном случае больше. Значения скорости в сечении х=0.35 со стороны охлаждаемой стенки стали меньше, и вызвало асимметрию профиля скорости. Характер распределения давления не изменился.

Рисунок 20 Распределения скорости и статического давления с охлаждением наружной стенки V=1m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, подогрев стенки 2 и 3. Распределение скорости по тракту схоже с трактом  без теплообмена(рис21).

Рисунок 21 Визуализация распределения скорости тракте газовода с подогревом стенки 2 и 3

Как  видно из рис.22 при подогреве характер профиля скорости в сечении х=0.5 сохранился. Профиль скорости в сечении х=0.35 проявился резкий скачок скорости в координатах от х= -0.025 до х=0.025. Характер профиля давления сохранился

Рисунок 22 Распределение скорости и статического давления по высоте канала в с подогревом стенки 2 и 3 V=1m/s

Рисунок 23 Распределения скорости по высоте канала V=1m/s

Как видно из рис.23  амплитуда изменения профиля скорости по высоте канала в тракте газовода с поворотом  меньше, чем в прямом газогенераторе. Профиль скорости в прямом тракте газовода симметричный. В тракте газовода с поворотом ассиметричный, это вызвано поворотом потока. Уменьшение средней приведенной скорости  вызвано съемом тепла.  

Рисунок 24 Распределение статического давления по высоте канала V=1m/s

Из рис.24видно что характер распределения  схож. Уменьшение статического давления так же вызвано съемом тепла. Линии 2 и 3 наложились друг на друга, что скорее всего вызвано тем что холодная стенка находится в непосредственной близости с сечением x=0.5, и поток не успел отдать достаточно тепла , для того что бы изменилось давление.

Наибольшее влияние на изменение скорости потока и изменения статического давления оказывается при охлаждении стенки 2 и 3 совместно, т.к. в данном случае теплосъем больше.

Результаты расчета для среднерасходной скорости 10 м/с

Параметры потока на входе :

Расход газа  1.198 кг/с

Температура 800 К

Среднерасходная скорость 10м/с

Плотность 0.444 кг/м³

Динамическая вязкость 59.765Па

Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке 8.146Вт/м*К

Число Нуссельта 84.15

Число Рейнольдса 61753

Число Прандтля 0.213

Число Стантона 0.0064

Модель тракта газовода: прямой тракт без теплообмена. На рис.25 изображена визуализация  скорости вдоль оси.

Рисунок 25 Визуализация распределения скорости в прямом тракте газовода V=10m/s