Покровскому с Авиабазы 2
Вам на Авиабазе ответили ( http://forums.airbase.ru/viewtopic.php?pid=1302026#p1302026 ):
______
Pokrovsky~stanislav>Доля тепла, выделившегося в камере, и воспринятого стенкой, конечно, больше у малых двигателей. Но только самого этого тепла заметно меньше. Пропорционально кубу радиуса.
Pokrovsky~stanislav>А вот об этом автор замечания деликатно забывает.
Pokrovsky~stanislav>И потому делает категорически неверный вывод
Станислав понял все наоборот: чем меньше номинальная тяга двигателя, тем больше отношение охлаждающей поверхности камеры к ее объему - значит в малых двигателях меньше перегрев стенок?
А дело обстоит таким образом, что поверхность, которую НЕОБХОДИМО ОХЛАДИТЬ, становится больше именно у двигателей с малой тягой.
Тепла-то, конечно, у двигателей малой тяги будет меньше, да только вот горючего для охлаждения может не хватить.
Вот пример:
для камеры сгорания тягой около 5000 Н работающей на керосине с кислородом, количество тепла, идущего в охладитель,
составит примерно 2% от общего выделенного тепла. Для двигателя ракеты V-2, имеющего тягу 0,25 МН, это тепло составляет уже только 0,7%.
А вот какая картина теплопередачи в камере двигателя:
В камере ЖРД газовый поток сильно турбулизирован, поэтому вследствие сильно развитой конвекции температура газа во всех точках поперечного сечения примерно одинакова.
Исключение составляют области, непосредственно примыкающие к стенке.
В этих областях, принадлежащих турбулентному пограничному слою с ламинарным подслоем, газ тормозится.
Его скорость падает, а температура возрастает, стремясь к температуре торможения.
Однако вследствие отвода тепла в стенку температура торможения в пограничном слое не достигается, а повышается лишь до так называемой температуры торможения на внешней границе пограничного слоя.
через ламинарный подслой пограничного слоя передача тепла осуществляется одной только теплопроводностью, а так как теплопроводность газа мала, то ламинарный подслой оказывает теплопередаче большое термическое сопротивление.
Вследствие этого в ламинарном подслое температура газа почти по линейному закону падает от температуры торможения на внешней границе слоя до температуры внутренней поверхности огневой стенки камеры.
Разность этих температур обусловливает конвективный тепловой поток о продуктов сгорания к стенке.
Одновременно с конвективным тепловым потоком внутренняя поверхность огневой стенки воспринимает от продуктов сгорания поток лучистой энергии.
Суммарный тепловой поток передается далее от внутренней поверхности огневой стенки к наружной только путем теплопроводности.
Температура стенки при этом снижается в соответствии с уравнением теплопроводности q=lambda/delta(Tис-Tнс), где lambda - коэффициент теплопроводности, а delta - толщина стенки.
От наружной поверхности огневой стенки к охлаждающей жидкости тепло снова передается путем конвективного теплообмена.
Температура охлаждающей жидкости от температуры стенки снаружи до температуры жидкости.
При этом наиболее резко температура жидкости изменяется в ламинарном подслое пограничного слоя, образующегося у наружной поверхности огневой стенки.
Величина снимаемого жидкостью теплового потока определяется опять разностью температур стенки и жидкости.
Температура же наружной оболочки камеры почти равна температуре жидкости, так как у охлаждаемых камер теплоотдача в окружающую среду ничтожна.
______
