Масообмінних принцип охолодження

Цей принцип поглинання тепла може бути реалізований у вигляді пористого, плівкового або загороджувального охолодження. Всі вони знаходять широке застосування для захисту як від радіаційного, так особливо від конвективного нагрівання. При введенні холодного газу або рідини безпосередньо в пристінковий шар набігаючого потоку товщина цього шару збільшується, відбувається відтискування гарячого газу від поверхні, що захищається, в результаті чого інтенсивність теплообміну на поверхні знижується. Переваги цього принципу захисту перед іншими обумовлені, по-перше збереженням зовнішньої форми защіщаеми-14 го тіла і, по-друге можливістю підтримки температури поверхні на бажаному рівні за допомогою відповідного регулювати витрати охолоджувача.

Розглянемо спочатку плівкове охолодження. Гарячий газ рухаєте вздовж стінки, покритої плівкою охолоджуючої рідини, яка надходить через одну або кілька щілин або отворів, виконані на деякій відстані один від одного вздовж поверхні. Температура поверхні тіла не буде перевищувати температуру кипіння рідини до тих пір, поки існує плівка на поверхні. У ракетній техніці в якості охолоджувача може бути використане жидко ракетне паливо.

Ефективність плівкового охолодження залежить від способу підступ охолоджувача, кута подачі, властивостей охолоджувача, стану поверхні, що захищається (наявність забруднень, шорсткість) і числа щілин і отворів на одиницю довжини поверхні. Температура стінки стає більш рівномірною. Плівкове охолодження використовується зазвичай як додатковий засіб захисту стінок камер згоряння і сопел рідинних ракетних двигунів, коли конвективное охолодження не забезпечує необхідного зниження температури стінок.

Ще одним різновидом теплового захисту масообмінних є загороджувальне охолодження. При загороджувальні охолодженні захищається стінка ізолюється від гарячого потоку шаром холодного газу, який підводиться до поверхні через щілини або отвори. У разі подачі охолоджуючого газу через щілину його бажано вводити по дотичній до поверхні, що захищається, щоб затягнути процес перемішування газових потоків. Протяжність захищеної поверхні пластини при подачі охолоджувача перпендикулярно в кілька разів менше, ніж у випадку тангенціальною подачі. Число щілин або перфорацій на одиницю довжини вибирається зазвичай емпіричним шляхом, при цьому прагнуть, щоб цівка газу з кожної щілини або отвори екранувала елемент поверхні між сусідніми-ми точками вводу газу. Прийнято, що крок перфорацій повинен бути близько п'яти товщин пограничного шару в даній точці, а діаметр отвору менше цієї товщини. На практиці використовуються зазвичай отвори діаметром 1-2 мм. Найбільш ефективними охолоджувачами, як буде показано нижче, є речовини, що володіють максимальною питомою теплоємністю і утворюють газоподібні продукти з мінімальною молекулярною масою. У табл. 1-2 наведено основні передбачувані охолоджувачі.

11 липня 2012

Джерело: www.stroysovet.ru