Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Институт высокоточных систем им. В.П. Грязева

Кафедра «Ракетное вооружение»

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО

ВЫПОЛНЕНИЮ КУРСОВОЙ РАБОТЫ

по дисциплине

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА

Направление подготовки: 160700 Проектирование

авиационных и ракетных двигателей

Профиль подготовки: Ракетные двигатели твердого топлива

Форма обучения: очная

Тула 2012 г.

Методические указания по курсовой работе составлены доцентом О.А. Евлановой и обсуждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета

протокол № 5 от «18» 01 2012 г.

Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец

Методические указания по курсовой работе пересмотрены и утверждены на заседании кафедры «Ракетное вооружение» машиностроительного факультета

протокол № от «___ » ______ 201_ г.

Зав. кафедрой _____________ Н.А. Макаровец

Определение воздействия климатических факторов на направляющие бм рсзо

1.Задание

1. Определить условия конвективного теплообмена направляющих пакета БМ с окружающей средой.

2. Определить плотности потока солнечного излучения, действующего на направляющие БМ.

2.Исходные данные.

1. Наружный диаметр направляющей d_нар. (табл.1)

2. Зависимость температуры воздуха от времени.

3. Зависимость плотности суммарного солнечного излучения от времени.

4. Координата поперечного сечения х, в котором определяется коэффициент конвективного теплообмена (табл.1)

5. Скорость ветра V принять от 4 до 10 м/с.

6. Координаты представительного пункта:

 – солнечное склонение = 2327;

 – широта представительного пункта = 3029;

 – угловая скорость вращения Земли = 15град/час.

7. Угол возвышения направляющей  (табл.1).

Таблица 1

№ вар.	dнар., мм	х, м	, град.
1	122	2,0	0
2	130	2,0	2
3	140	2,0	4
4	145	2,2	6
5	150	2,2	8
6	160	2,3	10
7	170	2,3	12
8	180	2,4	14
9	190	2,4	16
10	200	2,5	18
11	210	2,5	20
12	220	2,6	22
13	230	2,6	24
14	240	2,7	26
15	250	2,7	28
16	260	2,8	30
17	270	2,8	32
18	280	2,9	36
19	290	3,0	38
20	300	3,0	40

3. Теоретические сведения

Определение условий конвективного теплообмена направляющих пакета БМ с окружающей средой

При анализе конвективного теплообмена направляющих пакета с окружающей средой пакет должен рассматриваться как упорядоченная укладка или пучок круглых труб, теплообмен которого с окружающим воздухом может осуществляться вынужденной конвекцией, свободной конвекцией или при совместном действии свободной и вынужденной конвекции.

Для варианта поперечного обтекания воздушным потоком направляющих при вынужденной конвекции режим обтекания труб первого ряда (к которым можно отнести направляющие 1 и 3, подверженных наибольшему нагреву) независимо от расположения труб в пучке практически не отличается от режима обтекания одиночной трубы, что позволяет для расчета среднего по окружности коэффициента теплоотдачи использовать известные соотношения:

при ;

при ; (1)

при ;

где - поправочный коэффициент, учитывающий уменьшение

коэффициента теплоотдачи при обтекании потоком направляющих под

углом  к их оси;

Re – критерий Рейнольдса, ;

V – скорость ветра;

l – определяющий размер;

- коэффициент кинематической вязкости воздуха;

Pr – критерий Прандтля, Pr для воздуха принять равным 0,7.

Nu – критерий Нуссельта, ;

- коэффициент конвективной теплоотдачи;

- коэффициент теплопроводности воздуха;

l - определяющий размер.

В последующих рядах направляющих коэффициент конвективной теплоотдачи увеличивается на 30-40 %, соответственно возрастает величина теплового потока, отводимого от направляющих в окружающую среду. Поэтому для определения максимальных температур зарядов целесообразно использовать приведенные зависимости для труб первого ряда.

При осесимметричном обтекании направляющих допустимо

использование зависимостей:

при ; (2)

при ;

В качестве определяющего размера для варианта поперечного обтекания воздушным потоком направляющих используют наружный диаметр направляющей, для варианта продольного обтекания – координату поперечного сечения х, в котором определяется коэффициент конвективного теплообмена. Координата х отсчитывается от начала образования пограничного слоя (сечения, в котором установлена опорная диафрагма пакета), теплофизические характеристики определяются при температуре окружающей среды.

Согласно ГОСТ 24482-80 в районах сухого тропического климата (представительный пункт с экстремальными условиями – г.Ассуан, Египет) принималась следующая зависимость температуры воздуха в течении суток: ночная температура от 0 до 6 часов местного времени - 32С, линейный рост температуры от 16 до 12 часов до 45С, постоянная температура от 12 до 16 часов, линейный спад температуры к 24 часам до 32С.

Зависимость плотности суммарного солнечного излучения от времени представлена на рисунке 1.

Определение плотности потока солнечного излучения на направляющие боевых машин РСЗО