Теплообмен при захолаживании элемента конструкции двигательной магистрали

1.

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ АВИАЦИОННЫЙ ИНСТИТУТ
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)
Выпускная квалификационная работа:
«Теплообмен при захолаживании элемента конструкции
двигательной магистрали»
выполнила:
студентка группы М2О-404Б-22
Жилик О.И.
руководитель работы:
ст. преподаватель кафедры 204
Антюхов И.В.
Москва, 2026 г.

2. Введение и актуальность

Время захолаживания (отн. ед.)
Захолаживание –
обязательная операция перед
запуском ДУ.
100
1
Традиционный метод:
• Высокий расход
• Долгое время
Струйная технология
• Локальное воздействие
• Экономия
• Ускорение
Расход газа (отн. ед.)
4
1
Струйная технология
Традиционный метод
Рис. 1 График сравнения традиционного и
струйного захолаживания
2

3. Цели и задачи работы

Экспериментально и численно исследовать теплообмен при
захолаживании элемента конструкции двигательной магистрали струей
жидкого азота и определить рациональные параметры струйного
подвода криоагента.
1.
2.
3.
4.
5.
Выполнить анализ литературы по струйному охлаждению
криогенными жидкостями.
Провести эксперименты с набеганием струи жидкого азота на
горячую поверхность при различных расходах и углах атаки.
Разработать верифицированную CFD-модель в ANSYS Fluent
(многофазное течение, кипение).
Выполнить параметрические расчеты влияния расстояния сопло–
стенка, скорости и температуры струи на эффективность
захолаживания.
Сформулировать практические рекомендации по применению
струйной технологии для расходной магистрали.
3

4. Экспериментальная установка

1 – дренаж;
2 – заправочная станция;
3 – фильтр;
4 – ЭПК;
5 – дренаж;
6 – охладительная рубаш
7 – форсунка;
8 – образец;
9 – термопары;
Рис. 2. Пневмогидросхема экспериментальной установки
4

5. Методика проведения экспериментальных исследований

1
• Заправка бака жидким азотом.
• Диапазон давления: 12 кПа … 2,5
МПа, температура азота: 63…116
К.
• Нагрев калориметра
(медный/стальной)
до T0=300…1000 К
2
• Подача струи азота на горячую
поверхность.
• Регистрация температуры внутри
калориметра
3
• Решение обратной задачи
теплопроводности (ОЗТ) методом
Алифанова → Tw(τ),q(τ).
Рис. 3. Конструкция медного и
стального калориметров
5

6. Методика проведения экспериментальных исследований

4
5