Influence of Chemical Reactions in a Boundary Layer on the Overall Heat-and-Mass Transfer Coefficient

V. V. Mironov; Миронов В. В.; M. A. Tolkach; Толкач М. А.; V. V. Tlevtsezhev; Тлевцежев В. В.

doi:10.31857/S0040364423040105

Influence of Chemical Reactions in a Boundary Layer on the Overall Heat-and-Mass Transfer Coefficient

Authors: Mironov V.V.¹, Tolkach M.A.¹, Tlevtsezhev V.V.¹
Affiliations:
1. State Scientific Center Keldysh Research Center
Issue: Vol 61, No 5 (2023)
Pages: 767-776
Section: Heat and Mass Transfer and Physical Gasdynamics
URL: https://ruspoj.com/0040-3644/article/view/653080
DOI: https://doi.org/10.31857/S0040364423040105
ID: 653080

Cite item

Full Text

Open Access
Restricted Access

Access granted
Restricted Access

Subscription Access

Abstract
About the authors
References
Supplementary files
Statistics

Abstract

A method to analyze the influence of chemical reactions on heat-and-mass transfer in a reactive boundary layer has been suggested, and the influence of thermal effects on the overall heat-and-mass transfer coefficient has been estimated. It has been found that endothermal reactions in the boundary layer have a considerable effect on the overall heat-and-mass transfer coefficient. Taking into account the influence of thermal effects due to homogeneous reactions inside the boundary layer on convective thermal flux
is equivalent to taking into account the heat of these reactions on the surface of a heat protection coating, that is, on the surface of a coked layer.

References

Панкратов Б.М., Полежаев Ю.В., Рудько А.К. Взаимодействие материалов с газовыми потоками / Под ред. Зуева В.С. М.: Машиностроение, 1975. 224 с.
Губертов A.M., Миронов В.В., Борисов Д.М. и др. Газодинамические и теплофизические процессы в ракетных двигателях твердого топлива / Под ред. Коротеева А.С. М.: Машиностроение, 2004. 512 с.
Волчков Э.П., Терехов В.И., Терехов В.В. Структура течения, тепло- и массоперенос в пограничных слоях со вдувом химически реагирующих веществ (обзор) // ФГВ. 2004. Т. 40. № 1. С. 3.
Frank G., Pfitzner M. Investigation of the Heat Transfer Coefficient in a Transpiration Film Cooling with Chemical Reactions // Int. J. Heat Mass Transfer. 2017. V. 113. P. 755.
Миронов В.В., Толкач М.А. Состав и свойства газообразных продуктов деструкции резиноподобной теплозащиты // ТВТ. 2021. Т. 59. № 5. С. 747.
Миронов В.В., Толкач М.А., Тлевцежев В.В. Тепловые эффекты и влияние гомогенных реакций в пограничном слое на гетерогенные реакции с углеродом прококсованного слоя теплозащитного покрытия // ТВТ. 2022. Т. 60. № 6. С. 880.
Lees L. Convective Heat Transfer with Mass Addition and Chemical Reactions. In: Combustion and Propulsion. 3rd AGARD Colloquium. N.Y.: Pergamon Press, 1958.
Leontiev A., Saveliev A., Kichatov B., Kiverin A., Korshunov A., Sudakov V. Effect of Gaseous Coolant Temperature on the Transpiration Cooling for Porous Wall in the Supersonic Flow // Int. J. Heat Mass Transfer. 2019. V. 142. P. 118433.
Газодинамика и теплообмен при наличии химических реакций: Сб. М.: Изд-во иностр. лит., 1962. 552 с.
Шишков А.А., Панин С.Д., Румянцев Б.В. Рабочие процессы в ракетных двигателях на твердом топливе. Cпр. М.: Машиностроение, 1989. 240 с.
Linan A. The Asymptotic Structure of Counter Flow Diffusion Flames for Large Activation Energy // Acta Astronautica. 1974. V. 1. P. 1007.
Полежаев Ю.В., Юревич Ф.Б. Тепловая защита / Под ред. Лыкова А.В. М.: Энергия, 1976. 392 с.
Волчков Э.П. Пристенные газовые завесы. Новосибирск: Наука, 1983. 240 с.
Жуков В.Т., Рыков Ю.Г., Феодоритова О.Б. Математическая модель течения многокомпонентной смеси газов с учетом возможности возникновения жидкой фазы. Препринт № 183. М.: ИПМ им. М.В. Келдыша, 2018. 36 с.
Крайнов А.Ю., Моисеева К.М. Конвективный теплоперенос и теплообмен. Учеб. пособ. Томск: STT, 2017. 80 с.
Burke S.P., Schuman T.E. Diffusion Flames // Int. Eng. Chem. 1928. V. 20. № 10. P. 998.