От Дмитрий Кропотов
К И.Т.
Дата 13.03.2014 14:25:04
Рубрики Прочее;

Для vld и Георгиева - по тепловому режиму F-1

Привет!
Продолжим, если не возражаете, про тему несостоятельности и невозможности заявленных характеристик двигателя F-1 носителя Сатурн-5.
Вот, буквально в нескольких строках, выжимка из конспекта статьи А.Велюрова

http://free-inform.com/pepelaz/pepelaz-13-000.htm
"
В чем проблема охлаждения ЖРД F-1?
Говоря профессиональным языком, у нас проблема обеспечения местного теплосъема в критическом сечении.

С одной стороны, тепловой поток Q ≈ 13 МВт/м²
Толщина стенки δст ≈ 0,457мм; теплопроводность λст ≈ 23,83 Вт/м·К
Тогда αст = 23,83/0,000457 ≈ 52144 МВт/м²·К

Перепад температур на стенке ΔТст = 13000000/52144 ≈ 249ºК
Тогда внутренняя температура стенки трубки Тст.ж ≈ 797 - 249 = 548ºК

И вот теперь нам осталась малость: найти температуру керосина, вернее – такой перепад между температурой керосина и внутренней стенкой, при котором теплоотдача составит те самые 13МВт/м²
Проблема лежит в той плоскости, что коэффициент теплоотдачи от стенки в керосин αж крайне мал.
Согласно американским оценкам, для аналогичного двигателя, - всего22522 МВт/м²·К

Тогда Тст.ж ≈ 548 - 13000000/22522 ≈ –29ºК т.е. ниже абсолютного нуля по Кельвину!
Если же использовать рассчитанные мною αж ≈ 24500...28900 (см. часть №2 случай для Q=8МВт/м², где они выше потому, что я учел интенсификацию охлаждения в криволинейных участках труб в критическом сечении и оребрение), то тогда:

Тст.ж ≈ 548 - 13000000/(24500...28900) ≈ 17...98 ºК или в диапазоне от - 255ºС до - 175ºС

Таким образом, для данной тонкостенной камеры при лимите температуры газовой стенки в критическом сечении ΔТст ≤ 800ºК задача снятия со стенки керосином (тем более частью расхода керосина) теплового потока Q ≈ 13 МВт/м² не решается в принципе.
Для данной камеры. Точка.
Нужно делать другую камеру. Точка.
"

Математика уровня техникума. Все существенные данные - по американским источникам.
Основной момент методики - непрерывность теплового потока камера-стенка-охладитель.

Готов выслушать обоснованные возражения по методике расчета и цифрам.

Дмитрий Кропотов