Удлинительные трубы

Расчет

Радиаторы.

Проверочные расчеты радиаторов производят, если известны геометрические характеристики радиаторов (поверхность охлаждения, число трубок, их длина, диаметр и т. п.) и требуется определить количество тепла, переданного от одного теплоносителя к другому, а также конечные температуры теплоносителей (рабочих жидкостей).

Проектировочные расчеты выполняют при создании новых радиаторов для определения поверхности охлаждения (теплообмена).

Рассмотрим в качестве примера методику проведения проверочных расчетов применительно к топлпвно-масляным радиаторам, т. е. из нескольких типов радиаторов выберем тот, который обеспечит отвод от двигателя потребного количества тепла. Кроме геометрических характеристик радиаторов и потребного количества тепла, необходимо иметь значения прокачек топлива и масла через радиатор , , температуры на входе в радиатор , и физические свойства топлива и масла (вязкость, плотность, теплоемкость, теплопроводность и т. п.).

Количество тепла, которое может отвести радиатор: , где К- коэффициент теплопередачи, S — поверхность охлаждения, — средняя разность температур.

Принимая изменение температуры по длине поверхности теплообмена линейным (что справедливо при незначительном изменении температуры вдоль поверхности), можно записать:

; , где повышение температуры топлива в радиаторе;

понижение температуры масла в радиаторе (здесь и далее по тексту индекс «т» относится к топливу, «м» — к маслу).

При неизвестных значениях коэффициента теплопередачи его можно определить по формуле: , коэффициенты теплоотдачи а_т, а_м находят из зависимости: , где Nu — критерий Нуссельта, характеризующий конвективный теплообмен между жидкой средой и поверхностью теплообмена;

И.Т.Д.

Расчет охлаждения удлинительной трубы заключается в определении количества воздуха, необходимого для поддержания допустимой в условиях эксплуатации температуры ее стенок. Схему системы охлаждения представим в следующем виде: тепло, передаваемое от горячих газов к стенке, отводится от нее при помощи конвективного теплообмена с воздухом, проходящим по каналу между гондолой двигателя (кожухом) и удлинительной трубой. Для обеспечения нормальных условий охлаждения потребный расход воздуха: , где плотность воздуха, - допустимый подогрев воздуха в охлаждающем канале; обычно 50-80⁰С.

Количество тепла, передаваемого от стенки к воздуху: , где -коэффициент теплоотдачи от стенки к воздуху. Он определяется по описанной выше методике (см. расчет радиаторов). Для приближенных расчетов можно принять , поверхность стенки, - температура стенки, -средняя температура воздуха в кольцевом канале.

Определив потребный расход воздуха, можно рассчитать площадь кольцевого канала: . Анализ статистических данных показывает, что потребный расход воздуха на охлаждение ТРД составляет 1,5—2% от общего расхода воздуха через двигатель.

Для получения необходимых скоростей обдува при небольшом расходе воздуха вокруг удлинительной трубы рекомендуется устанавливать специальные кожухи, уменьшающие проходное сечение, через которое производится продув воздуха. Кроме того, кожух защищает стенки гондолы двигателя от нагрева их теплоизлучением.

При расчете систем охлаждения можно решить и обратную задачу, т. е. по заданному количеству тепла найти потребную скорость обдува. Так как: , то, определив и исходя из критериальных зависимостей, находят число Нуссельта, затем число Рейнольдса, а по нему скорость обдува. Для наиболее напряженных в тепловом отношении стенок удлинительной трубы скорость обдува V_o6a = 30-50 м/сек.

Расчет системы охлаждения производят для максимальной высоты полета, т. е. для высоты наименьшей весовой скорости охлаждающего воздуха. На высотах ниже расчетной больше потребной, что приводит к росту лобового сопротивления системы охлаждения. Для устранения этого иногда прибегают к регулированию выходной площади охлаждающего канала.

Дата добавления: 2014-12-26