ПОСТРОЕНИЕ ПРОФИЛЯ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ
– длина камеры сгорания – длина дозвуковой части сопла – длина сверхзвуковой части сопла – радиус камеры сгорания – радиус газового потока при входе в камеру сгорания – радиус выходного сечения сопла
Профиль дозвуковой части сопла образуется сопряженными дугами двух окружностей с радиусами и . Профиль сверхзвуковой части сопла построен как квадратичная парабола, которая является внутренней огибающей линией для прямых отрезков, соединяющих соответствующие точки сечения отрезков y-y и a-a на 8 равных частей каждый. Отрезки проведены из сечений a и y под углами соответственно (см. приложение А).
По профилю камеры геометрически определяются радиусы промежуточных расчётных сечений 2, 3, 4 и 5: ; ; ; .
В прямой задаче проведены расчёты газового потока в камере ракетного двигателя со скачками уплотнения и без них. В результате расчётов получены значения основных параметров газового потока, значения скоростей газового потока, величины расхода по сечениям камеры, значения сил взаимодействия потока со стенками камеры и тяга двигателя. Полученные значения сведены в таблицы 1-4 (см. приложение Б). РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ГАЗОВОГО ПОТОКА. ОБРАТНАЯ ЗАДАЧА
Как и в случае расчёта прямой задачи проводим численный эксперимент, изучая течение газового потока в камере ракетного двигателя. Давление в газовом потоке на выходе из камеры принимаем стандартному атмосферному давлению, т.е. . При этом T; T*; c; π(λ); q(λ); ε(λ); = const (из расчётов прямой задачи, см. приложение Б, таблицы 1-4). В данной задаче производится расчёт p, p*, ρ, ρ*, а также расхода газа в потоке, полных импульсов, сил газового потока и тяги в камере ракетного двигателя при заданном давлении газового потока на выходе из камеры.
Вариант 1(без скачка уплотнения): , где берётся из табл. 2, вар. 1, сечение а; .
Вариант 2(скачок уплотнения в сечении а): , где берётся из табл. 2, вар. 2, сечение аза; , где берётся из таблицы 5, вар. 2; .
Вариант 3(скачок уплотнения в сечении 5): , где берётся из табл. 3, вар. 3, сечение а; , где берётся из таблицы 5, вар. 3; .
Вариант 4(скачок уплотнения в сечении 4):
, где берётся из табл. 3, вар. 4, сечение а; , где берётся из таблицы 5, вар. 4; .
Вариант 5(скачок уплотнения в сечении у): , где берётся из табл. 3, вар. 5, сечение а; . 4.1 Расчёт величин газового потока для варианта 2 (скачок уплотнения в сечении а)
Сечение 0:
.
Сечение k:
.
Сечение 1: .
Сечение 2:
Сечение 3
Сечение у: .
Сечение 4: .
Сечение 5:
.
Сечение а:
.
Сечение аза: .
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЗНАЧЕНИЙ ПОЛНЫХ ИМПУЛЬСОВ ДЛЯ ВАРИАНТОВ 1-5 В СЕЧЕНИЯХ 0, k, y, a
Вариант 1:
Вариант 2:
Вариант 3:
Вариант 4:
Вариант 5: РАСЧЁТ ЗНАЧЕНИЙ СИЛ И ТЯГИ ДЛЯ ВАРИАНТОВ 1-5 В СЕЧЕНИЯХ 0, k, y, a
Вариант 1 ; ; ; ; ; ; .
Вариант 2 ; ; ; ; ; ; .
Вариант 3 ; ; ; ; ; ; .
Вариант 4 ; ; ; ; ; ; .
Вариант 5 ; ; ; ; ; ; . ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной работе проведены расчёты газового потока в камере ракетного двигателя на сверхзвуковых и дозвуковых режимах, со скачками уплотнения и без скачков уплотнения. В результате расчётов получили значения основных параметров газового потока, значения скоростей газового потока, величину расхода по сечениям камеры, значения сил взаимодействия потока со стенками камеры и тягу двигателя. Проанализируем полученные данные (прямая задача): 1) температура торможения по длине сопла остаётся постоянной для всех вариантов расчёта. Статическая температура: в 1 варианте уменьшается плавно и достигает минимального значения (Tа = 2118,207К); во 2, 3 и 4 вариантах температура скачкообразно возрастает из-за наличия прямого скачка уплотнения (ПСУ) и приближается к температуре торможения (T* = 3395 К); в 5 варианте температура падает, затем в сечении y начинает расти, приближаясь к температуре торможения; 2) давление торможения по длине сопла остаётся постоянным для 1 и 5 вариантов расчёта. Во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно падает из-за ПСУ, минимальное значение достигается во втором варианте (p* = 6,859197 МПа). Статическое давление: в 1 варианте уменьшается плавно и достигает минимума (p = 0,87216 МПа); во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно возрастает и стремится к давлению торможения; в 5 варианте давление падает, затем в сечении y начинает расти, приближаясь к давлению торможения; 3) плотность торможения по длине сопла остаётся постоянной для 1 и 5 вариантов расчёта. Во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно падает из-за ПСУ; минимальное значение достигается во 2 варианте (ρ = 1,524418 кг/м3). Плотность: во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно возрастает из-за ПСУ и приближается к плотности заторможенного потока; в 5 варианте плотность падает до сечения y, а затем плавно возрастает и приближается к давлению заторможенного потока; 4) скорость потока в 1 варианте плавно увеличивается и достигает максимального значения (c = 2097,12 м/с); во 2, 3 и 4 вариантах скорость убывает скачкообразно из-за наличия ПСУ; в 5 варианте скорость растёт до сечения y, а затем убывает. Скорость истечения газа из выходного сечения в 1, 2 вариантах остается постоянной, а в 3, 4, 5 вариантах убывает; 5) силы, действующие в канале, остаются постоянными в 1 и 2 вариантах, затем в 3, 4 и 5 вариантах возрастают. Тяга двигателя в 1, 2 вариантах резко убывает, в вариантах 3, 4, 5 убывает плавно.
На основании полученных результатов были построены графические зависимости основных параметров газового потока по длине камеры, изменение скорости газового потока по длине камеры и в выходном сечении, сил взаимодействия и тяги двигателя. Из полученных графиков видно резкое изменение параметров газового потока на нерасчётных режимах при наличии скачков уплотнения. Нерасчётные режимы являются нежелательными для сверхзвукового сопла.
Популярное: Почему стероиды повышают давление?: Основных причин три... Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (656)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |