Расчет гидростатического давления. ПЗ 1 строит мех. 1. Расчет гидростатического давления в баке горючего

• Название: 1. Расчет гидростатического давления в баке горючего
• Анкор: Расчет гидростатического давления
• Дата: 15.08.2022
• Размер: 144.3 Kb.
• Имя файла: ПЗ 1 строит мех.docx
• Тип: Документы; #646225

1. Расчет гидростатического давления в баке горючего

Исходные данные

Диаметр ракеты
Время полета ракеты на АУТ
Топливо	Кислород + НДМГ
Массовое соотношение компонентов топлива
Расход топлива
Плотность горючего

Расчёт на прочность топливного бака производится при постоянном давлении наддува и максимальном гидростатическом давлении в баке при полете ракеты на активном участке траектории. Максимальное гидростатическое давление в баке соответствует моменту наибольшего значения произведения .

– осевая перегрузка, действующая на ракету при полете на АУТ. Значения осевой перегрузки получены на основании расчетов, выполненных по программе «Polet R». Значения осевой перегрузки представляем в табличном виде (см. табл. 1).

– высота уровня жидкости в баке при полете ракеты на АУТ (рис. 1).



Рисунок 1 – Расчетная схема бака

Произведем расчет изменения уровня жидкости в баке в зависимости от времени полета. Для этого используются следующие уравнения.

Определяем радиус сферического днища, принимая соотношение между радиусами днищ и радиусом бака (1,3 – 1,5), равное 1,35:



где –

Определяем высоту сферического днища бака, а также его объем





Расход горючего:



Объем горючего заправленного в бак:



Уровень жидкости в цилиндрической части бака в начальный момент времени (момент старта ракеты):



Объёмный расход горючего:



Изменение объёма жидкости в баке в зависимости от времени полета:



где t – текущий момент времени.

Изменение уровня жидкости в баке в момент времени t:



Уровень жидкости в баке в текущий момент времени:



Гидростатическое давление жидкости в баке в текущий момент времени:



При вычислении параметров в зависимости от времени полета принимаем шаг по времени

• 
  .
  

Результаты вычислений сводим в таблицу 1.

Таблица 1 – Параметры бака горючего

0	0,8	0	0	1,382	8764
10	1,58	0,209	0,055	1,327	16620
20	1,65	0,418	0,11	1,272	16640
30	1,72	0,626	0,165	1,217	16590
40	1,8	0,835	0,22	1,162	16580
50	1,88	1,044	0,275	1,107	16500
60	1,97	1,253	0,33	1,052	16430
70	2,06	1,462	0,385	0,997	16290
80	2,16	1,671	0,439	0,943	16140
90	2,28	1,829	0,494	0,888	16040
100	2,4	2,088	0,549	0,833	15840
110	2,53	2,297	0,604	0,778	15600
120	2,68	2,506	0,659	0,723	15350
130	2,85	2,715	0,714	0,668	15090
140	3,04	2,923	0,769	0,613	14770
150	3,26	3,132	0,824	0,558	14420
160	2,52	3,341	0,879	0,503	14040
170	3,82	3,55	0,934	0,448	13570
180	4,18	3,759	0,989	0,393	13030
190	4,62	3,968	1,044	0,338	12390
200	5,18	4,176	1,099	0,283	11630
206	5,31	4,302	1,132	0,25	10540

На основании проведенных вычислений строится график изменения гидростатического давления в зависимости от времени полета, рисунок 2.



Рисунок 2 – График изменения гидростатического давления в баке горючего в зависимости от времени полета

По графику определяем максимальное гидростатическое давление в баке горючего при полете ракеты на АУТ

_{Соответственно этому значению расчетная точка равна:}