В камере двигателя диаметром D давление p, температура продуктов сгорания T₀. Продукты сгорания истекают через сопло с коническим входом (полуугол конусности ) с диаметром критического сечения d. Температура поверхности сопла Тп. Определить коэффициент

6 ноября 2025
Теплоэнергетика и теплотехника

Условие:

В камере двигателя диаметром D давление p, температура продуктов сгорания Т0. Продукты сгорания истекают через сопло с коническим входом (полуугол конусности ) с диаметром критического сечения d . Температура поверхности сопла Тп. Определить коэффициент теплоотдачи и плотность теплового потока в критическом сечении, полагая, что пограничный слой начинается на конической поверхности.
Дано: D = 150 мм = 0.15 м (диаметр камеры двигателя), p = 5 МПа (давление в камере двигателя), T₀ = 2900 K (температура продуктов сгорания), β = 50° (полуугол конусности сопла), d = 20 мм = 0.02 м (диаметр критического сечения), Tп = 1100 K (температура поверхности сопла)

Решение:

Ниже приведён один из вариантов решения задачи с подробным объяснением предположений и промежуточных вычислений. Следует понимать, что задача решается с применением эмпирических корреляций для теплообмена в турбулентном потоке через сопло, а также с учётом идеализированных приближений для газовых свойств. В приведённом решении используются следующие основные допущения: 1. Поток в критическом сечении сопла является расходом через сужение («хоковым» – при M = 1). Температура газа в критическом сечении T* определяется из изентропического соотношения. 2. В качестве характеристических значений для...