火箭发动机热防护技术
本书从火箭发动机热防护技术的基本概念和基本理论出发,详细、系统地介绍了不同的火箭发动机热防护方式以及相应的计算模型和计算方法。全书共分为5章,包括:绪论、再生冷却、膜冷却、发汗冷却和烧蚀热防护,并通过典型的计算算例分析,理论结合实际,反映了当前火箭发动机热防护领域的新技术和新成就。
本书可作为高等院校航天推进专业的教材,也可供从事火箭发动机热防护研究和设计的工程技术人员参考。
第1章 绪 论…………………………………………………………………………………… 1
1.1 火箭发动机热环境及特点……………………………………………………………… 1
1.2 火箭发动机常用的热防护方法………………………………………………………… 3
1.2.1 再生冷却…………………………………………………………………………… 4
1.2.2 膜冷却……………………………………………………………………………… 6
1.2.3 发汗冷却…………………………………………………………………………… 7
1.2.4 烧蚀冷却…………………………………………………………………………… 7
1.2.5 辐射冷却…………………………………………………………………………… 8
1.2.6 热沉冷却…………………………………………………………………………… 9
1.2.7 排放冷却…………………………………………………………………………… 9
第2章 再生冷却……………………………………………………………………………… 11
2.1 概 述…………………………………………………………………………………… 11
2.1.1 再生冷却的原理…………………………………………………………………… 11
2.1.2 再生冷却的优缺点………………………………………………………………… 13
2.1.3 再生冷却的发展历程……………………………………………………………… 13
2.1.4 再生冷却的应用…………………………………………………………………… 14
2.2 再生冷却的结构及设计………………………………………………………………… 15
2.2.1 再生冷却的结构形式……………………………………………………………… 15
2.2.2 再生冷却的结构设计准则及设计方法…………………………………………… 16
2.2.3 再生冷却的结构优化设计………………………………………………………… 19
2.3 冷却剂参数的计算……………………………………………………………………… 23
2.3.1 密度的计算………………………………………………………………………… 24
2.3.2 比定压热容的计算………………………………………………………………… 25
2.3.3 导热系数的计算…………………………………………………………………… 25
2.3.4 粘度的计算………………………………………………………………………… 26
2.4 冷却剂流动模型………………………………………………………………………… 28
2.4.1 模型概述…………………………………………………………………………… 28
2.4.2 LVEL模型………………………………………………………………………… 29
2.4.3 Baldwin Lomax模型…………………………………………………………… 30
2.4.4 k ε 模型………………………………………………………………………… 31
2.4.5 冷却通道中的压降………………………………………………………………… 33
2.5 再生冷却传热的计算…………………………………………………………………… 33
2.5.1 燃气侧对流换热的计算…………………………………………………………… 34
2.5.2 燃气侧辐射换热的计算…………………………………………………………… 38
2.5.3 冷却通道对流换热的计算………………………………………………………… 42
2.5.4 壁面温度场的计算………………………………………………………
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