Принцип регенеративного охлаждения?

При регенеративном охлаждении топливо проходит вокруг форсунки, прежде чем закачивается в камеру сгорания, верно? Я действительно не понимаю, как это влияет на само охлаждение, поскольку тепло, захваченное топливом / окислителем вокруг сопла, похоже, перекачивается обратно в камеру сгорания, которую нужно будет улавливать с помощью большего количества топлива. Так где мои рассуждения неверны?

Ответы (1)

Вы упускаете из виду, как тепло распределяется в выхлопе.

Большая часть топлива, выбрасываемого через сопло, никогда не соприкасается с поверхностью сопла или стенками камеры сгорания и, как следствие, не имеет возможности передать им свое тепло.

Выхлопной газ в основном охлаждается за счет адиабатического расширения - высокое давление и высокая температура преобразуются в быстро увеличивающиеся объем и скорость выбрасываемого топлива - высокоскоростной выброс реакционной массы; движение. Лишь незначительная его часть переносится в стены, но и этого достаточно, чтобы рисковать их повреждением из-за перегрева и снижения прочности материалов.

С другой стороны, часть энергии сгорания расходуется на нагрев топлива от температуры впрыска до температуры дожигания (которая затем преобразуется в движение). Чем горячее топливо перед впрыском, тем меньше потерь на этот нагрев. Так что полезно нагревать топливо, особенно криогенное топливо, перед сжиганием.

Так как у нас обоих есть избыточное тепло, от которого нужно избавляться, так как оно опасно для конструкции, и нам нужно, чтобы криотопливо превратилось из жидкого в газообразное для сжигания - мы можем совместить два процесса, одновременно повышая температуру предварительного сгорания и охлаждая структура. Большая часть тепла, образующегося при сгорании, будет выбрасываться «безвредно» — а то, что избыток действительно передается конструкции, рекуперируется и повторно используется путем предварительного нагрева топлива, та энергия, которая в противном случае была бы потеряна, перекачивается обратно в камеру сгорания как горячая. топливо.

Я всегда предполагал, что ракетное топливо превращается в газ только один раз в камере сгорания. Так что, когда вы говорите о выпаривании криогенного топлива, вы не имеете в виду до того, как оно попадет в камеру сгорания, не так ли? Изменение состояния поглощает много тепла, поэтому было бы здорово, если бы это могло произойти вокруг сопла, но я не думаю, что это возможно, потому что перекачка газа — это совсем другое животное, чем перекачка жидкости.
@JohnnyRobinson: Все зависит от конкретного дизайна. Обычно они превращаются в газ в камере предварительного сжигания. Двигатели, работающие на газообразном топливе, имеют тенденцию быть более эффективными из-за лучшего смешивания и более полного сгорания. Регенеративное охлаждение довольно эффективно, так что вы редко увидите все топливо, направленное через него, а использование для него окислителя — еще одна куча проблем; горячий окислитель становится гораздо более реактивным - с чем бы он ни соприкасался!
Теперь, когда вы упомянули об этом, полнопоточный двигатель будет снабжать двигатель газами, не так ли?
@JohnnyRobinson: Кажется, да - я не думаю, что существуют устройства для предварительной обработки, которые выбрасывают даже частично жидкую смесь. OTOH, полнопоточные двигатели довольно экзотичны. В SSME использовались две камеры предварительного сжигания, но обе они создавали богатую топливом смесь (однако приводя в движение разные насосы), в то время как большая часть кислорода впрыскивалась еще в виде жидкости.
Принцип регенеративного охлаждения?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v