Влияние теплообмена в тракте газовода закрытой схемы ЖРД на параметры потока перед форсуночной головкой камеры сгорания, страница 6

Как видно из рис.62 охлаждение стенок 2 , 3, 2и 3 мало влияют на профиль скорости, влияние составляет около 1%, что сравнимо с погрешностью расчетов.  Наибольшее влияние оказывает охлаждение наружной стенки, около 3%, ввиду большей площади теплообмена. Подогрев стенки так же оказывает влияние на изменение скорости со стороны подогреваемой стенки в пределах 3%.

Распределение статического давления мало изменяется, наибольшее отклонение при охлаждении.

Результаты расчета для среднерасходной скорости 30 м/с

Среднерасходная скорость 30м/с

Температура 800К

Массовый расход  3.727 кг/с

Плотность 0.46 кг/м³

Динамическая вязкость207.35Па

Коэффициент теплоотдачи от газа к стенке 19.616Вт/м*К

Число Нуссельта 146.5

Число Рейнольдса 123506

Число Прандтля 0.213

Число Стантона 0.0056

Модель тракта газовода: прямой тракт без теплообмена. На рис.64 изображена визуализация  скорости вдоль оси.

Рисунок 64 Визуализация распределения скорости в прямом тракте газовода  V=30m/s

Резкий скачок скорости около осевой линии сузился до координат  от х=0.1 до х=-0.1, отклонение при этом от среднерасходной скорости составляет около 60%(рис.65). Распределение давления симметричное.

Рисунок 65 Распределение скорости и статического давления по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом без теплообмена. На рис.67 изображена визуализация  скорости вдоль оси.

Рисунок 67 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с поворотом V=30m/s

Отклонение скорости в сечении х=0.5 от среднерасходной скорости, вызванное поворотом потока, составляет около 20-23%(рис.68). Характер распределения статического давления ассиметричный, что является так же влиянием поворота потока.

Рисунок 68Распределение скорости по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом с охлаждением стенки 2. На рис.70 изображена визуализация распределения скорости.

Рисунок 70 Визуализация распределения скорости в трате газовода с поворотом с охлаждением стенки 2 V=30m/s

Характер распределения скорости и статического давления аналогичен тракту газовода без теплообмена.(рис.71)

Рисунок 71 Распределение скорости и статического давления по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение стенки 3. На рис.73 изображено визуализация распределения скорости по траку газовода. Распределение скорости схоже с трактом газовода без теплообмена.

Рисунок 73 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с поворотом с охлаждением стенки 3 V=30m/s

Характер распределения скорости и статического давления так же схож с трактом газовода без теплообмена.(рис.74)

Рисунок 74Распределение скорости и статического давления по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение стенки 2 и 3(рис.76).

Рисунок 76 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с поворотом с охлаждением стенки 2 и 3 V=30m/s

Характер распределения скорости и статического давления аналогичен тракту газовода без теплообмена.(рис.77)

Рисунок 77 Распределение скорости и статического давления по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, охлаждение наружной стенки(рис.79).

Рисунок 79 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с поворотом с охлаждением наружной стенки V=30m/s

Отклонение скорости от среднерасходной, со стороны охлаждения, уменьшилась и составила около 20%(рис.80). Характер распределения статического давления аналогичен тракту газовода без теплообмена.

Рисунок 80 Распределение скорости и статического давления по высоте канала V=30m/s

Модель тракта газовода: тракт с поворотом, подогрев стенки 2 и 3(рис.82).

Рисунок 82 Визуализация распределения скорости в тракте газовода с подогревом стенки 2 и 3 V=30m/s

Как видно из рис.83 характеры распределения скоростей и статического давления аналогичны тракту газовода без теплообмена.