Радиационный теплообмен в ракетных двигателях - раздел Политика, Курс лекций по направлениям Двигательные установки летательных аппаратов ДУЛА В Высокотемпературных Продуктах Сгорания Топлив Ракетных Двигателей Происходя...
В высокотемпературных продуктах сгорания топлив ракетных двигателей происходят процессы переноса энергии в форме излучения - атомно-молекулярного перехода части внутренней энергии вещества в поток фотонов, являющимся электромагнитным излучением различной частоты. Электромагнитное поле взаимодействует с атомами и молекулами вещества и энергия излучения переходит в энергию их теплового движения.
В газовой фазе продуктов сгорания источником излучения является изменение внутренней энергии при колебательно-вращательных переходах - при переходах молекул из одного энергетического состояния колебательного движения в другое. При Т<4000К большая часть энергии излучения приходится на инфракрасную область (длина волны λ=0,7...420мкм), а меньшая часть - на видимую область (λ=0,4...0,7мкм). Основную роль в излучении играют колебательно-вращательные переходы двух- и трехатомных молекул СО2 и Н2О.
Двухфазный поток продуктов сгорания металлизированных топлив является излучающей, поглощающей и рассеивающей средой. Основным является излучение жидких частиц окиси алюминия, имеющее непрерывный спектр.
Поглощение излучения (преобразование поступающей энергии излучения с частотой ν в другие формы энергии или излучение с другой частотой) происходит на частицах окиси алюминия и трехатомных молекулах газовой фазы продуктов сгорания. Рассеяние излучения (потеря энергии из-за отклонения падающего луча в другие направления в оптически неоднородных средах) происходит на частицах окиси алюминия с размерами одного порядка, что и длина волны излучения.
При переходе от точки к точке пространства интенсивность излучения непрерывно меняется вследствие одновременно протекающих процессов поглощения, излучения и рассеяния, как показано на рис.8.1.
В реальных условиях радиационного теплообмена отсутствует равновесие между излучением и веществом, тогда отсутствует равенство между поглощаемой и испускаемой энергией элементарного объема. Обычно принимают гипотезу локального термодинамического равновесия - существует равновесие между элементарными частицами вещества в каждой точке объема при отсутствии равновесия между веществом и излучением.
Рис.8.1. К балансу лучистой энергии элементарного объема: 1 - поток излучения, падающий на объем в направлении s; 2 - поток излучения, пропущенный в направлении s; 3 - часть падающего потока излучения, поглощенная в объеме dV; 4 - часть падающего потока излучения, рассеянная в объеме dV; 5 - поток излучения, падающий на объем dV с направления и
ГОУ ВПО МГТУ им Н Э Баумана... В Е Медведев А Г Минашин С Д Панин Б Б Петрикевич...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Радиационный теплообмен в ракетных двигателях
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Краткий исторический экскурс
Человечество впервые увидело реактивное движение на примере каракатицы – живого существа, передвигающего отбрасыванием воды и сокращением мышц внутри организма.
Порох, состоящий из смеси с
Тяга ракетного двигателя
Энтальпию продуктов сгорания в камере сгорания в кинетическую энергию струи можно преобразовать различными способами: подводом теплоты и массы по тракту постоянной геометрии, ускорением в сужающихс
Удельные параметры ракетного двигателя
Абсолютная величина тяги РД никак не характеризует степень совершенства РД. Для ЖРД качественным показателем является удельный импульс тяги (удельный импульс) - величина импульса тяги двигателя с е
Расходный комплекс камеры
Задается соотношением
.
Размерность: в СИ β [м/с], в ТСЕ β[сек].
Характеризует удельный импульс, создаваемый только камерой сгорания (корпусом двигателя) без со
Коэффициент тяги
Задается соотношением
.
Коэффициент тяги показывает увеличение тяги двигателя вследствие наличия сопла. Иногда КТ называют безразмерной тягой. Теоретическое значение
Геометрическая степень расширения сопла
Эта величина не только определяет размеры сопла, но и характеризует основные параметры работы сопла: (или скорость ). Связь между основными параметрами определяется известными из газовой динамики с
Оценка эффективности ракетного двигателя
Очевидно, что эффективность РД можно оценивать только с позиций ЛА, т.е. критерии качества РД должны вытекать из целей ЛА как объекта высшего уровня иерархии. Из курса ОУЛА известно, что критерием
Топлива ракетных двигателей
Под топливом РД будем понимать вещество или совокупность веществ, способных к химическим реакциям с выделением энергии и к образованию высокотемпературных продуктов для создания тяги. Таких веществ
Жидкие ракетные топлива
По назначению жидкие ракетные топлива (ЖРТ) подразделяют на основные, пусковые и вспомогательные. Основные предназначены для создания тяги маршевых двигателей, т. е. разгона полезной нагрузки, а та
Коэффициент избытка окислителя
Рассмотрим соотношение компонентов в двухкомпонентном топливе. Горючее содержит преимущественно элементы с электроположительной валентностью (С, Н, AI, В и др.), а окислитель - с электроотрицательн
Твердые ракетные топлива
К твердым топливам, являющимися источниками энергии на борту ракеты и рабочего тела двигателей, предъявляют ряд требований, схожих с требованиями к жидким топливам. Ясно, что нужны рецептуры с наиб
ЛЕКЦИЯ 4
Продукты сгорания твердого топлива оказывают воздействие на материалы тракта и для массового совершенства тепловой защиты ДУ необходимо выбирать или создавать рецептуры с меньшим значением величины
Гибридные топлива
Гибридным называют топливо, в котором один компонент перед запуском двигателя находится в твердом виде, а другой - в жидком. Твердый компонент размещен в корпусе двигателя (аналогия с РДТТ), жидкий
Горение жидких топлив
С момента впрыска в камеру до полного преобразования в конечные продукты сгорания компоненты проходят путь сложных превращений. Рабочий процесс в камере должен обеспечить максимальную полноту сгора
Горение твердых топлив
Горение твердых топлив есть последовательность процессов в соответствии со схемой рис. 4.3. После прогрева поверхностного слоя баллиститного топлива устройством запуска ДУ происходит газификация то
Горение гибридных топлив
Горение происходит по поверхности твердого компонента, капли жидкого компонента движутся вместе с продуктами сгорания как жидкогазовая смесь, продукты испарения жидкости диффундируют к поверхности
Термодинамические расчеты состава и параметров рабочего тела
Моделирование рабочих процессов в РД начинает с расчета равновесного состава продуктов сгорания и значений термодинамических параметров ( и др.).
Кроме того, необходимо знать переносные св
Термогазодинамика потока рабочего тела
Перейдем к термогазодинамике потоков – определению параметров движущегося рабочего тела. Рассмотрим наиболее простую модель движения газа: одномерное установившееся адиабатическое (изоэнтропическое
Течение газа в соплах
Сопло является трансформатором энергии в ракетном двигателе и его назначение - получение наибольшего значения скорости истечения рабочего тела, существенно превышающего значение скорости звука. Это
Профилирование сопла
В сопле камеры двигателя происходит расширение и разгон продуктов сгорания (рабочего тела), т.е. преобразование тепловой энергии, получаемой в камере сгорания, в кинетическую энергию движения газов
Потери удельного импульса в сопле
Коэффициент потерь удельного импульса в сопле РД представляется в виде:
где - составляющие потерь в сопле.
Представление аддитивной суммой не совсем корректно ввид
Конвективный теплообмен
Перенос в движущейся среде любой субстанции (массы, импульса, теплоты) происходит как молекулярным хаотическим движением, так и конвективным (макроскопическим) движением молей газа или жидкости. Ко
Двигателя твердого топлива
Газовая фаза продуктов сгорания топлив содержит кислородосодержащие компоненты ( и др.), которые через пограничный слой подходят к нагретой поверхности материалов тракта сопла и окисляют их. Возник
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов