Investigating and experimentally determining the characteristics of thermal-hydraulic processes in the cooling channels of liquid rocket engine combustion chambers featuring an extremely high degree of ribbing

Abstract

Введение. Надежность работы жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) во многом определяется эффективностью системы охлажде-ния. Одним из способов повышения эффективности процесса охла-ждения является развитие теплоотдающей поверхности, например за счет оребрения [1, 2]. Современные технологии изготовления камер сгорания ЖРД позволяют получать тракты охлаждения с предельно высокой степенью оребрения с помощью аддитивных технологий [3, 4] и технологий деформирующего резания [5][6][7]. Однако предель-ные малые значения параметров микрогеометрии, сложная гидроди-намика потока охладителя, сопряженный характер теплообмена, а также специфика технологических параметров обусловливают необ-ходимость внесения определенных корректировок в классическиеИнженерный журнал: наука и инновации # 12·2017модели процессов тепло-и массообмена, протекающих в трактах охлаждения камер сгорания ЖРД [8].Цель данной работы -разработка экспериментальной установ-ки, конструкции модельных рабочих участков и методик экспери-ментального исследования характеристик теплогидравлических про-цессов в трактах охлаждения в камерах сгорания ЖРД с предельно высокой степенью оребрения для обоснования возможности и оценки эффективности их применения.Описание экспериментальной установки. Для достижения по-ставленной цели разработаны экспериментальный стенд, модельные рабочие участки трактов охлаждения камер сгорания ЖРД, а также методики проведения испытаний и регистрации параметров с исполь-зованием информационных технологий и измерительных комплексов.На рис. 1 представлена 3D-модель тракта охлаждения камеры сгорания ЖРД, изготовление которой предполагается с использова-нием аддитивных технологий.Рис. 1. Модель цилиндрического участка камеры сго-рания (а) и тракт охлаждения с предельно высокой степенью оребрения (б)Исследования и экспериментальное определение характеристик…