Термодинамика и теплопередача

201 1. Камера ЖРД с емкостным охлаждением выполнена из графита ( 3 ρ 1,7 10 = ⋅ кг / м 3 ). Снаружи она заключена в стальной ко - жух , а внутри имеет защитное покрытие из двуокиси циркония Zr О 2 . Размеры сопла в критическом сечении : внутренний радиус 37, 4 r = мм , наружный 76 R = мм ; толщина защитного покрытия δ 2,6 = мм . Начальная температура 0 400 T = К одинакова по тол - щине стенки . Теплообмен между газом и стенкой ( при температуре стенки 1200 w T = К , температуре газа 2150 f T = К и температуре восстановления 2400 r T = К ) характеризуется конвективным коэф - фициентом теплоотдачи 3 к α 5,0 10 = ⋅ Вт /( м 2 ⋅ К ) и радиационным тепловым потоком 6 р 0, 64 10 q = ⋅ Вт / м 2 . Определить температурное поле стенки в критическом сечении сопла через 5, 10 и 15 с после начала работы , момент времени , когда на внешней поверхности графита температура достигает 800 ° С , и характер изменения тем - пературы на внутренней поверхности стенки по времени . 2. В камерах ЖРД с емкостным охлаждением , выполненных из неметалла , температура внутренней поверхности стенки быстро повышается и далее остается почти постоянной и равной темпера - туре восстановления газа r T . Решить задачу 1 упрощенно , предпо - лагая , что температура на внутренней поверхности стенки посто - янна и равна температуре восстановления газа r T . Такое допуще - ние вполне справедливо теоретически при 0 α →∞ , а практически при i 100 Β ≥ . В условиях i <100 Β допущение вносит определен - ную погрешность , но снижает трудоемкость и упрощает решение задачи . Оцените достоинства и недостатки указанного предполо - жения и его допустимость на примере сравнения между собой ре - шений задач 1 и 2. 3. Рассмотренную в задаче 1 камеру ЖРД рассчитать при следующих исходных данных : размеры критического сечения со -