Определение степени черноты продуктов сгорания

 

Из составляющих продуктов сгорания числа газов практическое значение для расчета удельного лучистого теплового потока имеет только излучение и .

Это означает, что степень черноты продуктов сгорания зависит от степени черноты паров и углекислоты

 

 

где – степень черноты углекислого газа;

– поправочный коэффициент на парциальное давление водяного пара;

– степень черноты водяных паров;

Последний член в данном выражении означает, что излучение смеси и несколько меньше суммы излучений этих газов, так как полосы излучения и поглощения для и частично совпадают. Тогда формула принимает вид

 

 

Для нахождения необходимо рассчитать парциальное давление водяных паров по формуле

 

где – давление газовой смеси в камере сгорания, Па;

– массовая доля водяных паров в смеси.

 

МПа.

 

Для нахождения необходимо рассчитать парциальное давление углекислоты по формуле

 

 

где – давление газовой смеси в камере сгорания, Па;

– массовая доля углекислого газа в смеси.

 

МПа.

 

Определяем отношение длины камеры сгорания к ее поперечному сечению

 

 

где – диаметр поперечного сечения камеры сгорания, м;

– длина камеры сгорания, м.

 

Пользуясь [1], найдем длину пути луча l, м

 

м.

 

Определяем степень черноты водяных паров и углекислого газа пользуясь [1]

;

.

 

Подставляем найденные значения и в формулу

 

.

 

Определение удельного лучистого теплового потока

 

В общем случае лучистый тепловой поток определяется выражением

 

 

где и – соответственно температуры продуктов сгорания и газовой стенки, K;

– эффективная степень черноты стенки;

– степень черноты продуктов сгорания;

– коэффициент излучения абсолютно черного тела;

– поглощательная способность газа при температуре газовой смеси.

В двигателях с медными и стальными охлаждаемыми стенками, не имеющими никаких специальных жароупорных покрытий, сравнительно невелика, значит, лучеиспусканием стенки можно пренебречь.

В этом случае лучистый тепловой поток в камере сгорания

 

 

Эффективную степень черноты стенки можно найти по формуле

 

 

где – степень черноты стенки, значение которой определяется из [1].

 

.

 

Подставляем полученное значение в формулу

 

 

Так как величина лучистых тепловых потоков определяется в первую очередь термодинамической температурой, по длине сопла всегда имеет место резкое снижение значений q_л. Поэтому при расчетах лучистых тепловых потоков можно с достаточной степенью точности принять следующую картину распределения q_л по длине сопла