Расчетное исследование радиационного теплообмена при двухфазном течении в сверхзвуковом сопле

Рассматривается теплообмен излучением в сверхзвуковом сопле ракетного двигателя, работающего на металлизированном топливе, продукты сгорания которого содержат большое количество частиц конденсированной фазы (к-фазы). Поток теплового излучения к стенкам сопла определяется из решения спектральной двумерной задачи переноса излучения с учетом анизотропного рассеяния излучения частицами. Расчет переноса излучения проводится в диффузионном приближении с использованием метода конечных элементов. Рассмотрены методические вопросы, связанные с погрешностью диффузионного приближения вблизи среза сопла. Радиационные характеристики частиц окиси алюминия, составляющих к-фазу, рассчитываются по теории Ми или по предложенным ранее приближенным соотношениям. Для конического сопла и наиболее простой одномерной модели течения выполнено большое количество расчетов с варьированием основных параметров задачи. Анализ результатов расчетов позволил определить область применения одномерной модели переноса излучения, роль рассеяния излучения частицами, влияние габаритов сопла на теплообмен излучением и т.п. Показано, что возможно упрощение полного расчета без существенной потери точности определения интегрального потока излучения.