Транспирационное охлаждение

Транспирационное охлаждение — метод теплозащиты, при котором внутренняя стенка камеры или её часть (если транспирационное охлаждение применяется на определенном участке) изготавливается из мелкопористого материала с диаметром пор в несколько десятков микрон.

Защитное действие транспирационного охлаждения аналогично завесному. Если используется жидкий охладитель, то он по порам подается с небольшой скоростью на огневую поверхность стенки, создается защитная завеса, плотность теплового потока в стенку снижается. При некотором критическом значении расхода жидкого охладителя температура стенки становится равной температуре кипения жидкости при данном давлении. На режиме критического расхода внутренняя стенка защищается сплошной завесой жидкости. При снижении расхода жидкость частично испаряется, а завеса становится в основном газовой.

Во время прохождения холодного газа или жидкости в пограничном слое входящего потока происходит движение горячего газа назад поверхности стенки, в результате чего скорость теплопередачи уменьшается. Поэтому при транспирационном охлаждении охладителю нужно обладать максимальной удельной теплоемкостью и минимальной молекулярной массой. Предпочтительнее, особенно при использовании в качестве охладителей H2 и NH3, испарять жидкий охладитель у наружной поверхности стенки и вдувать в пограничный слой у внутренней стенки холодный пар. Это обеспечивает большую равномерность охлаждения поверхности.

Количественные соотношения между расходом охладителя и снижением плотности теплового потока зависят от свойств охладителя, материала стенки и параметров газового потока. В общем случае расход охладителя при транспирационном охлаждении в 3 — 5 раз меньше, чем при завесном, что обусловлено небольшими скоростями ввода охладителя и равномерном охлаждением поверхности. Преимущества транспирационного охлаждения увеличиваются при больших температурных перепадах.

Источник: Википедия