Пленочное охлаждение поверхности

Пленочное охлаждение поверхности

способ тепловой защиты, при котором охлаждающее вещество (газообразное или жидкое) вдувается в высокотемпературный поток газа через щель или проницаемый участок поверхности (перфорированный или пористый) и охлаждает не только область вдува охладителя, но и расположенный за ней участок поверхности, у которой создаётся тонкий слой (плёнка) относительно холодного газа (жидкости). В зоне вдува температура защищаемой поверхности приблизительно равна температуре вдуваемого газа; по мере удаления от зоны вдува температура поверхности повышается, приближаясь к температуре равновесной без вдува. Длина защищаемого участка поверхности возрастает с увеличением расхода охлаждающего газа. Обычно используется серия последовательно расположенных зон вдува охлаждающего газа. П. о. вдувом газа применяется для тепловой защиты камер сгорания и сопел воздушно-реактивных двигателей — для этого обычно используется воздух, отбираемый из тракта двигателя перед камерой сгорания. Конвективно-плёночное охлаждение применяется для лопаток турбин авиационных газотурбинных двигателей (см. Охлаждение двигателя).
П. о. вдувом жидкости используется для охлаждения и защиты от эрозии стенок камер сгорания и сопел жидкостных ракетных двигателей при высоких температураx, когда внешнее охлаждение стенок оказывается недостаточным. В качестве охладителя обычно используется горючее, которое подаётся на поверхность через щели или серию отверстий. Жидкость образует на поверхности тонкую плёнку, увлекаемую вследствие трения потоком газа. По мере движения жидкость испаряется, поглощая теплоту. Пары жидкости, поступая в пограничный слой, действуют на него так же, как газ, вдуваемый через пористую поверхность — увеличивают толщину слоя и уменьшают теплоотдачу. При достаточно большом значении Рейнольдса числа Re, определяемом по толщине плёнки, скорости жидкости и её вязкости, на ней образуются волны, и часть жидкости уносится в виде капель, не реализовав теплоту испарения.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.