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

18 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. В ходе решения мы делаем следующие предположения и приближения: 1. Поток продуктов сгорания в критическом сечении (сопле) считается турбулентным, и в расчётах теплообмен определяется с использованием корреляции для теплообмена на гладкой пластине с нулевой начальными пограничного слоя (то есть пограничный слой начинается на входе в коническую часть). 2. Для изотермической стенки с температурой Tₚ теплоотдача определяется по закону Ньютона q₍ₜ₎ = h·(T₍г₎ – Tₚ) где T₍г₎ – характерная температура газа. В нашем случае в расчётах берём T₍г₎≈T₀...