Спецчасть работы - пироклапан отсечки окислителя.

Пироклапан предназначен для перекрытия линии подачи окислителя в камеру сгорания при выключении двигателя. Для срабатывания пироклапана применен пиропатрон ДП1А-3, устанавливаемый в гнездо угольника 2.

Материалы основных деталей пироклапана следующие:

· корпус 1 и клапан 5- алюминиевый сплав Д16;

· поршень 3- алюминиевый сплав АК8;

· чека 4- бронза БрАЖ-9;

· пружина 6- сталь 1Х18Н9Т;

Работа клапана отсечки окислителя.

В открытом положении ( до начала пуска, а также в процессе его работы) клапан 5 удерживается чекой 4. При подаче напряжения на пиропатрон происходит воспламенение его заряда; силой давления продуктов сгорания на поршень 3 срезается уплотнительный буртик чеки 4, которая выходит из зацепления с клапаном 5 и заклинивается по конусной поверхности в угольнике 2. Под действием силы пружины 6 и перепада давлений клапан 5 перемещается и заклинивается в седле, выполненном в выходном штуцере корпуса 1, прекращая доступ окислителя в камеру сгорания.

Расчет клапана отсечки окислителя.

На подвижную часть клапана действуют следующие силы:

1. Со стороны входа действует сила:

23589,3 Па

D- диаметр входа (выхода)

2. Со стороны выхода давление за клапаном:

22222,1 Па

d- диаметр поршня.

3. В газовой полости начальное давление р_гн создает:

67,3 Па

D₁- диаметр газовой полости между пирозарядом и поршнем

р_гн - примем равное нормальному атмосферному давлению ( ).

4. Под действием этих сил, уплотнительный буртик чеки должен выдержать приложенные нагрузки. Определим усилие на его срез:

3382214,8 Па

к_н- коэффициент запаса на непрорыв к_н=1,2…..2

- толщина срезаемого буртика.

5. Давление в газовой полости после сгорания заряда:

=5225104,2 Па

к_п - коэффициент запаса на прорыв, к_п=0,6….0,7

6. Из уравнения состояния , определяем массу заряда:

0,002248 кг = 2,25 гр.

V_г – объем газовой полости между пирозарядом и поршнем

z- массовая доля конденсата в ПС

- коэффициент, учитывающий теплоотвод в стенки, окружающую среду и т.д.

9. Расчет общей несущей способности оболочки камеры сгорания.

Несущая способность конструкции при пластичном состоянии представляет собой ее способность сопротивляться приложенным нагрузкам, с сохранением ее размеров и формы в допускаемых пределах.

Принимаются следующие допущения:

1. Материал оболочек упруго-пластичный, одинаково работает на сжатие и растяжение.

2. Оболочки цилиндрические, тонкие ( )

3. Связи оболочек абсолютно жесткие в радиальном направлении, их работой в продольном направлении пренебрегаем.

4. Влияние краевого эффекта на напряженное состояние оболочек не учитывается ( бесконечно длинная оболочка).

5. Давление газов в расчетном сечение считаются равно распределенным по периметру оболочки.

6. Температурное поле в оболочках осесеметрично. Температура определяется как среднее значение между температурами на внутренних и наружних поверхностях оболочки.

Исходные данные:

· Толщина стенки-

· Радиус камеры – R

R= 170 мм

· Температура стенки – t

t1=500 ⁰C

t2=100 ⁰C

1. Задаем Е_п в диапозоне

2. Находим приращение радиуса под действием нагрузки:

1= 2*10^-3* 127 = мм

2= 2,5*10^-3* 127= мм

3= 5*10^-3* 127= мм

4= 7,5*10^-3* 127= мм

5= 10*10^-3* 127= мм

6= 12,5*10^-3* 127= мм

7= 15*10^-3* 127= мм

8= 17,5*10^-3* 127= мм

9= 20*10^-3* 127= мм

10= 22,5*10^-3* 127= мм

3. Определяем при заданных температурах:

При t₁=500 ⁰C 1/град

При t₂=100 ⁰C 1/град

Зная , находим E_t - коэффициент температурного расширения:

E_t1=0,0096500 E_t2=0,0009600

4. Находим окружную деформация для каждой оболочки:

5. Принимаем окружные напряжения для каждой оболочки, согласно их температурам и деформации E_n по диаграмме деформирования стали ЭП53 и сплава БрХ08: (значения в Мпа)

6. Находим давление в камере сгорания Р_г.

7. Строим графики: