Удлинительные трубы

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.