ПЛЕНОЧНОЕ ОХЛАЖДЕНИЕ

При пленочном охлаждении защищаемая стенка покрывается пленкой жидкости, которая подается через одну или несколько щелей, выполненных на некотором расстоянии друг от друга, и растекается по поверхности. Для подачи жидкости охлаждаемая стенка может иметь пористые вставки.

Схематично пленочное охлаждение стенки с подачей жидкости через одну щель показано на рис. 17.3. Растекающаяся пленка жидкости-охладителя испаряется и толщина ее при этом уменьшается. Отделяющийся от поверхности пленки пар поступает в пограничный слои горячего газа и уменьшает тепловой поток от газа к поверхности испарения. На некотором расстоянии от щели пленка исчезает. Поэтому при большой длине защищаемой стенки необходимо иметь несколько щелей.

Температура стенки ниже или равна температуре испарения.

Площадь защищаемой пленкой поверхности увеличивается с ростом расхода охладителя. Однако длина пленки за счет расхода жидкости не может увеличиваться беспредельно. Расход ее через щель целесообразно увеличивать только до тех пор, пока пленка движется без отрыва от стенки и пока не начнется унос не испаренных капель с поверхности пленки.

Опыты показали, что существует критическая выходная скорость, после достижения которой струя отделяется от охлаждаемой поверхности и может вернуться к ней на некотором расстоянии за щелью или совсем не попадает на нее. Критическая скорость увеличивается с ростом скорости горячего газа, с уменьшением ширины щели b и угла между вектором скорости выходящей из щели жидкости и поверхностью. При угле меньше 15° струя вообще не отделяется от стенки.

Пленочное охлаждение используется как средство защиты камеры сгорания и сопла жидкостного ракетного двигателя.