Рассчитываемые режимы газового потока

Агентство по образованию Российской Федерации Самарский Государственный Аэрокосмический Университет имени академика С.П. Королева

(Национальный исследовательский университет)

 

Кафедра теплотехники и тепловых двигателей

 

 

Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе:

 

«РАСЧЕТ ПАРАМЕТРОВ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗОВОГО ПОТОКА В КАМЕРЕ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ»

По дисциплине «Механика жидкостей и газов»

 

 

Вариант №13

 

 

 

 

Выполнил:

студент гр. 2301

Клипиков Н.Ю.

Проверил:

к.т.н. Диденко А. А.

 

Самара 2010

РЕФЕРАТ

 

Курсовая работа.

 

Пояснительная записка: 50 стр., 5 рис., 4 таблиц, 3 приложения, 3 источника.

Графическая документация: 1 лист формата A3.

КАНАЛ ПЕРЕМЕННОГО СЕЧЕНИЯ, ПРОФИЛЬ СВЕРХЗВУКОВОГО СОПЛА, КРИТИЧЕСКОЕ СЕЧЕНИЕ, СОПЛО ЛАВАЛЯ, ДАВЛЕНИЕ, ТЕМПЕРАТУРА, СКОРОСТЬ, РАСХОД, ПРЯМОЙ СКАЧОК УПЛОТНЕНИЯ, СТРУЯ ГАЗА, РАДИУС СЕЧЕНИЯ СОПЛА, ГАЗОВЫЙ ПОТОК, ДОЗВУКОВОЕ ТЕЧЕНИЕ ГАЗА, ИДЕАЛЬНЫЙ ГАЗ.

 

В данной курсовой работе выполнены расчеты геометрических параметров камеры ракетного двигателя, параметров идеального газового потока в камере ракетного двигателя, схема которого представлена в приложении, построены графики изменения основных величин.

 

Газовый поток поступает в сверхзвуковое сопло с начальным сечением 0, узким сечением у, выходным сечением a, площади которых равны соответственно S₀, S_у, S_a. Из сопла газ вытекает во внешнюю среду, давление в которой равно (исходная постановка задачи) .

ЗАДАНИЕ

Заданы следующие величины параметров:

 - отношение теплоемкости газа при постоянном давлении к его теплоемкости при постоянном объеме .

 - удельная газовая постоянная .

- температуры торможения газового потока при втекании ее в камеру сгорания и в конце ее (перед соплом) .

- давление в газовом потоке в сечении 0 .

- отношение площадей  .

 - радиус узкого сечения сопла .

 - отношение радиусов камеры сгорания  и выходного сечения сопла  к радиусу .

- отношение длины сверхзвуковой части сопла к радиусу  .

 - углы между касательными к профилю сопла в узком и выходном сечениях и осью сопла .

 

Допущения

Газ идеальный, невязкий. Течение газа в сопле сплошное, стационарное, энергоизолированное. Расход в каждом сечении одинаковый. В сечении 0 – дозвуковой газовый поток_. Скачок уплотнения в газовом потоке прямой и энергоизолированный. Из канала газовый поток вытекает в окружающую среду с давлением равным давлению наружному (p_a=p_н). Живые сечения считать плоскими сечениями, нормальными оси потока (оси сопла).

 

Рассчитываемые режимы газового потока

 

В курсовой работе рассчитываются следующие режимы идеального потока в сверхзвуковом сопле:

 

1) Расчетный режим течения газа, соответствующий сверхзвуковому соплу (соплу Лаваля).

 

2) Нерасчетный режим течения газа, соответствующий сверхзвуковому соплу со скачком уплотнения в выходном сечении a.

 

3) Нерасчетный режим течения газа, соответствующий сверхзвуковому соплу со скачком уплотнения в сечении 5.

 

4) Нерасчетный режим течения газа, соответствующий сверхзвуковому соплу со скачком уплотнения в сечении 4.

 

5) Дозвуковое течение газа по всему каналу, но при критическом состоянии газового потока в узком сечении (λ_у= 1).

 

 

Содержание

РЕФЕРАТ........................................................................................................................................................................... 2

ЗАДАНИЕ........................................................................................................................................................................... 3

ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СИМВОЛЫ......................................................................................................................... 6

1. Построение профиля камеры ракетного двигателя....................................................... 7

2. Расчёт первого варианта газового потока............................................................................. 8

3. Расчёт второго варианта газового потока........................................................................... 22

4. Расчёт третьего варианта газового потока........................................................................ 24

5. Расчёт четвёртого варианта газового потока.................................................................. 27

6. Расчёт пятого варианта газового потока............................................................................. 32

7. Расчёт импульсов газового потока............................................................................................ 36

8. Расчёт сил и тяги........................................................................................................................................... 38

Заключение............................................................................................................................................................. 40

Список используемых источников................................................................................................. 41

ПРИЛОЖЕНИЕ а........................................................................................................................................................ 42

ПРИЛОЖЕНИЕ Б........................................................................................................................................................ 43

ПРИЛОЖЕНИЕ В........................................................................................................................................................ 46