Построение профиля камеры ракетного двигателя.
Рассчитаем значения параметров ракетного двигателя с помощью исходных данных: 1) длина камеры сгорания: , 2) длина дозвуковой части сопла: , 3) длина сверхзвуковой части сопла: , 4) радиус камеры сгорания: , 5) радиус газового потока при входе в камеру сгорания: , 6) радиус выходного сечения сопла: , 7) характерные расстояния сечений 1, 2, 3, 4, 5 соответственно: x1=0.35∙ xк=0.35∙134=46,9 мм; x2=0.5∙ xу=0.5∙123,0869=61,5435 мм; x3=0.2∙ xу=0.2∙123,0869=24,6174 мм; x4=0.2∙ xa=0.2∙241,87=48,3740 мм; x5=0.6∙ xa=0.6∙241,87=145,122 мм.
По рассчитанным параметрам построим профиль камеры сгорания см. приложение. По профилю камеры определяем радиусы промежуточных расчётных сечений r2, r3, r4, r5:
, , , .
Рассчитываем площади всех сечений по формуле: где – радиус характерного сечения, мм:
2. Расчёт первого варианта газового потока. ( ).
Рассчитаем параметры потока при сверхзвуковом истечении газа из сопла.
1)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «к»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину k из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «0»:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину 0 из решения преобразованного уравнения количества движения для газа (см. приложение 3), находящегося в камере сгорания между сечениями «0» и «k»), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
,
получаем .
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Найдём давление и плотность торможения:
Определим недостающие параметры газового потока:
где 0– статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
3) Вычислим оставшиеся параметры газового потока в сечении «k»:
Найдем значение давления из преобразованного уравнения неразрывности для живых сечений «0» и «k» газового потока: ;
Найдём давление и плотность торможения: Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
4) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «1»:
Найдем λ1 через дискриминант , где ; Получаем .
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Найдем значение p1 из решения преобразованного уравнения неразрывности:
Найдём давление и плотность торможения:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока 5)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «2»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными: Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
6)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «3»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
7)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «у»:
Данное сечение критическое, поэтому: q(λу)=1, λу =1, Mу=1.
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
8)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4»:
Приведенный расход для данного сечения: С использованием математического пакета MathCAD определяем величину из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока: где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
9)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
10)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCAD определяем величину из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :
, получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока 3. Расчёт второго варианта газового потока. ( ).
Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в выходном сечении камеры ракетного двигателя.
; Приведенный расход для данного сечения:
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:
Определим недостающие параметры газового потока:
где - давление и плотность торможения
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока 4. Расчёт третьего варианта газового потока. ( ).
Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в сечении «5» камеры ракетного двигателя.
1) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5за»:
Приведенный расход для данного сечения:
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока: Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной: где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:
Определим недостающие параметры газового потока:
где - давление и плотность торможения
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения: ;
С использованием математического пакета MathCAD (см. приложение 3, стр. 68) определяем величину из решения нелинейного уравнения: , получаем
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
5. Расчёт четвёртого варианта газового потока. ( ). Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в сечении «4» камеры ракетного двигателя.
1) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4за»:
Приведенный расход для данного сечения:
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока: Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной: где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:
Определим недостающие параметры газового потока:
где - давление и плотность торможения
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5»:
Приведенный расход для данного сечения: ;
С использованием математического пакета MathCAD (см. приложение 3, стр. 70) определяем величину из решения нелинейного уравнения: , получим ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока: Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной: где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока: где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
3) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения: ;
С использованием математического пакета MathCAD (см. приложение 3, стр. 71) определяем величину из решения нелинейного уравнения:
, получим ;
Газодинамические функции определяем по формулам: где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а - статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения « k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность, - статическое давление, а – расход газового потока
6. Расчёт пятого варианта газового потока. ( ). Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в сечении «у» камеры ракетного двигателя. 1) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4»:
Приведенный расход для данного сечения: ;
С использованием математического пакета MathCAD (см. приложение 3, стр. 72) определяем величину из решения нелинейного уравнения:
, получим ;
Газодинамические функции определяем по формулам:
2019-12-29 |
162 |
Обсуждений (0) |
|
5.00
из
|
|
Обсуждение в статье: Построение профиля камеры ракетного двигателя. |
Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓ |
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...
Система поиска информации
Мобильная версия сайта
Удобная навигация
Нет шокирующей рекламы