Инженерное дело

Теплообмен и гидродинамика в криогенных двигательных установках — Костюк В. В., Фирсов В. П.

Теплообмен и гидродинамика в криогенных двигательных установках
Научное издание

год издания — 2015, кол-во страниц — 319, ISBN — 978-5-02-039099-7, язык — русский, тип обложки — твёрд. 7БЦ, масса книги — 920 гр., издательство — Наука

цена: 1000.00 руб

Формат 70x100 1/16. Бумага мелованная. Печать офсетная

Рассматриваются фундаментальные проблемы, возникающие при использовании криогенных технологий в сложных технических системах. Представлены результаты комплексных экспериментальных исследований теплоотдачи и гидродинамики при захолаживании и запуске жидкостных ракетных двигательных установок и хранении криогенных сред в баках разгонных блоков.

Выполнен анализ ключевых проблем работы водородно-кислородных двигательных установок криогенных разгонных блоков — захолаживания и запуска маршевых жидкостных ракетных двигателей. Анализируются процессы тепломассообмена при выполнении нестационарных операций — захолаживании и запуске маршевых двигателей, в том числе в условиях невесомости и при стендовых наземных испытаниях.

Анализируются результаты экспериментальных исследований процессов тепломассообмена в трубах при фазовых превращениях.

Рассмотрены методы интенсификации процессов захолаживания трактов двигательных установок с использованием струйных систем захолаживания, кольцевых турбулизаторов потока, низкотеплопроводных покрытий, процессы теплообмена и гидродинамики в криогенных баках разгонных блоков на различных этапах полёта.

Для специалистов в области исследований и расчётов основных процессов в криогенных системах.

Основные обозначения	8
Предисловие	10

Глава 1
КРИОГЕННЫЕ ДВИГАТЕЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ РАЗГОННЫХ БЛОКОВ	15

Глава 2
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ЗАХОЛАЖИВАНИЯ ТРАКТОВ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК	34

2.1. Теплообмен при захолаживании криогенных систем	37
2.2. Экспериментальные исследования процессов захолаживания
и запуска ДУ	43
2.2.1. Захолаживание магистралей ДУ малыми расходами компонентов
топлива	44
2.2.2. «Горячий» запуск кислородно-углеводородного двигателя
разгонного блока	54
2.2.3. Запуск разгонного блока с двигателем НМ7В	65
2.2.3.1. Результаты экспериментов	76
2.2.3.2. Обобщение результатов экспериментов	88
Обобщение результатов экспериментов по теплоотдаче	91
Кризис плёночного кипения	91
Теплоотдача в нагреваемом канале прямоугольного
поперечного сечения	94
Теплоотдача в коллекторе и форсуночной головке	96
Гидравлические потери в коллекторе, форсуночной головке
и форсунке	98
Критические расходы парожидкостного потока	99

Глава 3
СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ПРОЦЕССАХ ТЕПЛООБМЕНА ПРИ КИПЕНИИ КРИОГЕННОЙ ЖИДКОСТИ	103

3.1. Экспериментальные исследования структуры парожидкостных потоков
при плёночном кипении в каналах	106
Теплообмен и гидродинамика в стержневом режиме плёночного
кипения	113
3.2. Математические модели стержневых режимов плёночного кипения	124
3.2.1. Стержневой автомодельный режим	125
3.2.2. Стержневой неавтомодельный режим	127
3.3. Математические модели в дисперсном режиме плёночого кипения	131
3.3.1. Дисперсные режимы плёночного кипения	136
3.3.1.1. Дисперсно-кольцевой режим плёночного кипения	136
3.3.1.2. Дисперсный режим плёночного кипения	139

Глава 4
МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЁНОЧНОГО КИПЕНИЯ	141

4.1. Экспериментальная установка. Конструкции экспериментальных
участков	142
4.2. Визуальные исследования	149
4.3. Определение протяжённости зоны испарения жидкого азота
в дисперсном режиме	154
4.4. Определение температуры пара при плёночном кипении
криожидкостей в каналах	156
4.5. Методика экспериментального исследования влияния тепловой
нестационарности стенки канала на теплоотдачу при плёночном
кипении	162
4.6. Методика зондового измерения температуры пара в парокапельном
потоке	163
4.7. Методика измерения параметров парожидкостного потока методом
«гелиевого» индикатора	166
4.7.1. Теория метода	166
4.7.1.1. Методика обработки опытов	170
4.7.1.2. Определение профиля концентрации объёмных источников
массы в сечении канала	171
4.7.2. Алгоритм проведения эксперимента при измерении массового
паросодержания	172
4.8. Определение плотности теплового потока и температуры
теплоотдающей поверхности	177
4.9. Методика измерения объёмного паросодержания	185
4.9.1. Измерение волоконно-оптическим датчиком	186
4.9.2. Измерение датчиком объёмного паросодержания	191

Глава 5
РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЁНОЧНОГО КИПЕНИЯ В ТРУБАХ	194

5.1. Режимы течения парожидкостного потока	195
5.2. Режимы течения и теплогидравлические параметры потока	200
5.3. Основные параметры дисперсного потока	217
5.4. Обобщение результатов исследований	227
5.5. Обобщение результатов исследований в стержневых режимах
плёночного кипения в каналах	230

Глава 6
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ ЗАХОЛАЖИВАНИЯ ТРАКТОВ ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК	233

6.1. Струйные системы захолаживания	233
6.1.1. Методика экспериментального исследования взаимодействия струй
жидкого азота с поверхностями	234
6.1.2. Взаимодействие сплошной струи с горячей поверхностью	237
6.1.3. Теплоотдача при взаимодействии мелкодисперсной струи
с поверхностью	244
6.1.4. Обобщение результатов опытов по взаимодействию азотных струй
с поверхностью	249
6.2. Захолаживание расходных магистралей ДУ с использованием
струйных технологий	254
6.3. Использование кольцевых турбулизаторов потока	256
6.4. Уменьшение объёмного паросодержания при «горячем» запуске ДУ	258
6.5. Выбор материала трубопроводов и покрытий для увеличения
температуры кризиса плёночного кипения	260

Глава 7
ТЕПЛООБМЕН И ГИДРОДИНАМИКА В КРИОГЕННЫХ БАКАХ РАЗГОННЫХ БЛОКОВ	270

7.1. Предстартовые операции	278
7.2. Работа маршевого двигателя	284
7.3. Поведение водорода после выключения двигателя	287
7.4. Параметры в баке водорода после отделения полезной нагрузки	290
7.5. Теплообмен в баках водорода и кислорода при проведении
заключительных операций на блоке 12КРБ после отделения полезной
нагрузки	290

Глава 8
КОНДЕНСАЦИЯ ПАРА В ТРАКТАХ РАСХОДНЫХ МАГИСТРАЛЕЙ РБ	300

ЛИТЕРАТУРА	310

Книги на ту же тему

Энергетика ракетных двигателей на твёрдом топливе, Милёхин Ю. М., Ключников А. Н., Бурский Г. В., Лавров Г. С., 2013
Пристенная турбулентность, Кутателадзе С. С., 1973
Моделирование теплоэнергетического оборудования, Кутателадзе С. C., Ляховский Д. Н., Пермяков В. А., 1966
Обзор работ по теплообмену к двухфазным системам, Колльер Д., 1962
Тепломассообмен: Метод расчёта тепловых и диффузионных потоков, Бабенко Ю. И., 1986
Обратные методы теплопроводности, Темкин А. Г., 1973
Оптические свойства материалов при низких температурах: Справочник, Новицкий Л. А., Степанов Б. М., 1980
Прочность и ресурс ЖРД, Махутов Н. А., Рачук В. С., Гаденин М. М., Рудис М. А., Паничкин Н. Г., 2011
Напряжённо-деформированные состояния ЖРД, Махутов Н. А., Рачук В. С., ред., 2013
Камеры сгорания газотурбинных двигателей, Пчёлкин Ю. М., 1973
Газовые турбины. — 2-е изд., перераб. и доп.: В 2 ч. (комплект из 2 книг), Шнеэ Я. И., Капинос В. М., Котляр И. В., Хайновский Я. С., 1977
Физика горения газов, Щетинков Е. С., 1965
Проблемы гидродинамики и их математические модели. — 2-е изд., Лаврентьев М. А., Шабат Б. В., 1977
Гидродинамика и динамика высокоскоростного движения тел в жидкости, Грумондз В. Т., Журавлёв Ю. Ф., Парышев Э. В., Соколянский В. П., Шорыгин О. П., 2013
Техническая термодинамика. Тепломассообмен, Мирам А. О., Павленко В. А., 2011
Методы интенсификации и моделирования тепломассообменных процессов. Учебно-справочное пособие, Лаптев А. Г., Николаев Н. А., Башаров М. М., 2011

http://knigoprovod.com

/Наука и Техника/Инженерное дело

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему