3 / 15
модели термического разложения ЭТ в каналах системы охлаждения
прямоточных двигателей. Предложено несколько моделей разложения
ЭТ, различающихся по глубине описания процесса, универсальности
и числу используемых эмпирических констант и функций. Соглас-
но наиболее обоснованной кинетической модели, базирующейся на
свободно-радикальном механизме пиролиза, первоначально в резуль-
тате распада молекул возникают радикалы, которые отрывают от мо-
лекул атомы водорода [3, 5]. Полученные при этом большие радикалы
распадаются на молекулы олефинов и малые радикалы. При столк-
новении друг с другом радикалы рекомбинируют, образуя молекулы.
Распад и рекомбинация являются прямой и обратными реакциями, как
и реакции распада парафинов и присоединения радикалов к олефи-
нам. Кинетическая модель реализована в виде комплекса программ,
позволяющего рассчитывать разложение ЭТ на сотни молекулярных
веществ с реакциями между ними. Следует отметить, что подобные
модели содержат большое число эмпирических констант и их исполь-
зование для расчета эндотермического эффекта при турбулентном те-
чении ЭТ в каналах системы охлаждения потребует существенных
вычислительных усилий.
Для инженерных приложений более подходит простейшая модель
разложения ЭТ, основанная на замене реального углеводородного со-
единения некоторым фиктивным веществом, которое разлагается без
промежуточных реакций [6]. В литературе подобные модели иногда
называют одностадийными. Эмпирические константы и функции, не-
обходимые для описания разложения фиктивного вещества, подбира-
ют так, чтобы в некотором смысле получить совпадение расчетных
данных с экспериментальными данными реального ЭТ [7, 8].
Цель настоящей работы:
1) построение математической модели трехмерного турбулентно-
го течения термически разлагающегося ЭТ при сверхкритиче-
ском давлении в криволинейных шероховатых каналах системы
охлаждения прямоточных двигателей;
2) численное исследование теплообмена в различных конструкциях
системы охлаждения.
Основные положения упрощенной математической модели.
Упрощенная математическая модель сопряженного теплообмена при
турбулентном течении разлагающегося ЭТ в обогреваемых шерохо-
ватых криволинейных каналах системы охлаждения камеры сгорания
гиперзвукового прямоточного воздушно-реактивного двигателя осно-
вана на следующих положениях.
86
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2015. № 1