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符号说明 1

绪论 3

第1章 燃烧室内热环境分析模型 9

1.1 扩散 10

1.1.1 摩尔流率 10

1.1.2 Fick定律 11

1.1.3 气体的扩散系数 13

1.2 液滴蒸发 14

1.2.1 液滴蒸发模型 14

1.2.2 d2定律 16

1.2.3 温度分布 17

1.2.4 Clausius-Clapeyron方程 18

1.3 液滴燃烧 19

1.3.1 Shvab—Zeldovich变换 19

1.3.2 瞬时反应模型 21

1.4 古典燃烧模型的修正 24

1.4.1 瞬态过程 24

1.4.2 多组元液滴 27

1.4.3 对流效应 30

1.4.4 超临界燃烧 34

1.5 极限情况 36

1.6 自燃推进剂燃料物性 38

参考文献 40

第2章 辐射换热 41

2.1 燃气辐射换热 41

2.1.1 辐射热流密度计算 42

2.1.2 分层燃气的辐射换热 46

2.2 高温部件角系数计算 47

2.2.1 角系数计算方法 48

2.2.2 基于FEM和RUD角系数计算方法 52

2.2.3 算例及分析 53

参考文献 54

第3章 液膜冷却 55

3.1 液膜冷却的影响因素 55

3.2 液膜冷却算法 58

3.3 液膜与燃烧室壁的耦合计算 69

3.4 液膜的组织形式 75

参考文献 79

第4章 推力室热防护 81

4.1 推力室再生冷却 81

4.1.1 单相对流传热 83

4.1.2 表面沸腾传热 86

4.1.3 临界热流密度计算及影响因素 88

4.2 排放冷却 92

4.3 辐射冷却 92

4.4 推力室冷却计算流程 94

4.4.1 热源分析 94

4.4.2 热平衡计算 97

4.4.3 冷却计算结果的应用 98

4.5 再生冷却推力室身部热防护分析算例 98

4.6 辐射冷却推力室热防护分析算例 110

4.7 发汗冷却 118

参考文献 121

第5章 发动机典型部组件热防护 123

5.1 涡轮泵壳体热防护 123

5.1.1 启动过程问题简介 124

5.1.2 氧化剂泵温度计算 125

5.1.3 地面模拟试验 133

5.1.4 排放冷却方案考验 136

5.2 姿态控制发动机热防护 139

5.2.1 姿态控制发动机所处的热环境分析 139

5.2.2 受热危险部位壁温分析 143

5.2.3 热防护方案传热分析及验证 145

5.3 姿态控制发动机附件热防护 149

5.4 氧蒸发器传热与流阻计算 158

5.4.1 计算依据 158

5.4.2 计算流程 159

5.4.3 氧蒸发器传热与流阻计算过程 161

5.4.4 氧蒸发器壁温校核计算过程 168

5.4.5 氧蒸发器设计算例 169

5.5 引射器气动传热结构设计 171

5.5.1 超声速二次喉道引射器气动参数计算 171

5.5.2 引射器型面结构设计及流场分析 176

5.5.3 引射器引射能力测试 183

5.5.4 引射器传热分析 185

参考文献 197

第6章 热防护试验 198

6.1 基础试验 198

6.1.1 导热试验 198

6.1.2 对流换热试验 201

6.1.3 辐射试验 208

6.2 专项试验 211

6.2.1 推进剂电传热试验 211

6.2.2 部件空间试验 219

6.2.3 液膜冷却试验简介 224

参考文献 226

附录 液体火箭发动机常用介质和材料物性参数 227