, где γ – ускорение = 9,81 м/с.; тогда

Определяем коэффициент лучистой теплоотдачи:

Коэффициент Стефана-Больцмана: C0 = 5,67

Массовая доля конденсата:

Z = 0,317;

Принимаем оптический диметр частиц:

d32 = 3 мкм.;

Степень черноты изотермического потока продуктов сгорания:

εр = 0,229 +0,061ּd32 + 0,00011ּТ – 0,3684ּZ+0.00502ּp-0,00338ּl =

= 0,229 +0,061ּ3 + 0,00011ּ3411 – 0,3684ּ0,317+0.00502ּ10-0,00338ּ0,2547 = 0,6965;

Принимаем степень черноты материала:

εст. = 0,8;

Эффективная степень черноты:

εэф.ст. = (1+ εст.)/2 = (1+0,8)/2 = 0,9;

Лучистый тепловой поток:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

α = αл + αк = 3046,02+687,41 = 3733,425

Заднее днище.

Коэффициент конвективной теплоотдачи (вынужденной):

Nu = 0,023ּRe0,8ּPr0,4;

Определяем скорость продуктов сгорания у заднего днища:

Критерий Рейнольдса:

Критерий Прандтля:

;

Критерий Нюсельта:

Nu = 0,023ּ1826929,5280,8ּ0,30880,4 = 774,04;

Коэффициент конвективной теплоотдачи:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

αл = 3046,02

α = αл + αк = 18914,7+3046,02 = 21960

Критическое сечение.

Давление продуктов сгорания в критическом сечении:

Ркр = 3534720 Па;

Температура в основном потоке газа:

Т = 3162,3 К;

Температура торможения:

Т0 = 3359,6 К;

Средний молекулярный вес продуктов сгорания:

μ = 19,410 кг/кмоль;

Теплоемкость ПС:

Ср = 1898 ;

Коэффициент динамической вязкости:

η = 0,0000879

η0 = 0,0000915

Коэффициент теплопроводности:

λ = 0,8914 ;

Массовый расход ПС:

кг/сек;

Площадь критического сечения:

Fм = 0,0026 м2;

Диаметр минимального сечения: dм = 0,057м.;

Температура поверхности: Тст. = 2300 К;

Критерий Прандтля:

;

Определяющая температура:

Тf = 0,5ּ(Т+Тст)+0,22ּPr1/3(T0-T) = 0,5ּ(3195+2300) +0,22ּ0,3111/3(3411-3195)=2756,1 К;

Коэффициент динамической вязкости при Тf :

ηf = 0,0000798

Плотность газа при Тf :

Плотность газа при Т0 :

Поправка:

;

Радиус кривизны:

r = dм/2 = 0,057/2 = 0,0287 м.;

Коэффициент конвективной теплоотдачи:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

qл – лучистый тепловой поток в камере сгорания.

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

α = αл + αк = 2224,73+56687,34 = 58912,068

Срез сопла.

Давление продуктов сгорания в критическом сечении:

Ркр = 10270 Па;

Температура в основном потоке газа:

Т = 1480 К;

Температура торможения:

Т0 = 3660 К;

Средний молекулярный вес продуктов сгорания:

μ = 19,42 кг/кмоль;

Теплоемкость ПС:

Ср = 1650,1 ;

Коэффициент динамической вязкости:

η = 0,00006452

η0 = 0,00008

Коэффициент теплопроводности:

λ = 0,1745 ;

Массовый расход ПС:

кг/сек;

Площадь среза сопла:

Fа = 0,14233 м2;

Диаметр на срезе сопла: dа = 0,458м.;

Температура поверхности: Тст. = 1600 К;

Критерий Прандтля:

;

Определяющая температура:

Тf = 0,5ּ(Т+Тст)+0,22ּPr1/3(T0-T) = 0,5ּ(1480,3+1600) +0,22ּ0,44971/3(3360-1480)=1990 К;

Коэффициент динамической вязкости при Тf :

ηf = 0,00006036

Плотность газа при Тf :

Плотность газа при Т0 :

Поправка:

;

Радиус кривизны:

r = dа/2 = 0,5188/2 = 0,2594 м.;

Коэффициент конвективной теплоотдачи:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

α = αл + αк = 25,678+143,641 = 169,32

Расчет ТЗП.

1.Переднее днище.

Время работы двигателя 25 секунд.

Материал стенки: ВТ-14;

Плотность: ρМ = 4510 кг/м3;

Прочность материала днища: σ = 1000 МПа;

Теплоемкость титанового сплава: СрМ = 586

Теплопроводность: λМ = 16,9

Коэффициент теплопроводности: аМ = 0,00000642 м2/сек;

Толщина днища: δдн = 0,00445 м.;

Допустимая температура стенки: Тg = 900 К;