Курсовая. записка моя. Курсовой проект по дисциплине Основы конструирования рд студент группы . Проверил доцент

• Название: Курсовой проект по дисциплине Основы конструирования рд студент группы . Проверил доцент
• Анкор: Курсовая
• Дата: 27.09.2020
• Размер: 1.19 Mb.
• Имя файла: записка моя.doc
• Тип: Курсовой проект; #139786
• страница: 2 из 3

α_я =0,992.
Для расчета коэффициента избытка окислителя в пристеночном слое α_п необходимо задать температуру в пристеночном слое Т_прист. В зависимости от выбранного материала и способа охлаждения стенки Т_прист находится в интервале от 1700 до 2200 К. Для того чтобы задать Т_прист необходимо выбрать пункт 1 в программе и задать α со знаком минус, при этом расчет будет проходить по заданной температуре Т_прист. Программа потребует введения температуры Т_прист = Т_к.

В данном, расчете Т_прист = 2000 К. Рассчитанное значение α_п = 0,377. Параметры Т, R, ηсоответствуют значениям параметров в пристеночном слое (Т_лрист = 2000 К; R_a = 500.3 Дж/(кг * К); η = 57 мкПа).

Расчет α_ср, проводится в третьем пункте программы. Для этого необходимо задать значения следующих параметров: α_я, α_п, Р. Тяга задается в ньютонах. В нашем расчете получается значение α_ср = 0,794.

Все дальнейшие расчеты проводим по α_ср, при этом необходимо выписать следующие параметры: Т_к, R_к, Т_а, R_а, J_{yп ид}, J_{yр ид}, J _ид, β_ид, F,C_p,k_v.
Основные результаты расчета параметров в КС при α_ср =0.794 табл. 2.

Tk	Rk	η	Ta	Ra	Jуп ид	Jур ид	Jу ид	bид	Cp	F	Kv
3189	363.6	85	848	356.4	3310	3220	3155	1685	2211	148,6	1,2019

Действительный коэффициент соотношения компонентов:

4.6 Переходим к расчёту удельной формулы топлива:
Удельная формула топлива в общем виде:
H_АHO_АCN_ANO_AO
где

С_гi, С_Оi – индексы элементов из удельных формул горючего и окислителя соответственно.

Рассчитаем коэффициенты для каждого элемента:






Удельная формула топлива:
C_0,00925 H_0,04538 N_0,02186 O_0,03356

4.7. Определение полной энтальпии

Полная энтальпия топлива находится по энтальпиям компонентов:


где J_г, J_o— полные энтальпии горючего и окислителя. Энтальпии горючего и окислителя возьмем из справочника:

J_о = -2377 кДж/кг

J_г = 824 кДж/кг
Тогда:


4.8. Параметры в камере двигателя
4.8.1 Действительный удельный импульс:
Действительный удельный импульс J_у, меньше идеального из-за потерь в камере сгорания, учитываемых коэффициентом φ_к (на неоптимальность α по поперечному сечению и на неполноту сгорания), и потерь в сопле, учитываемых коэффициентом сопла φ_с (на рассеяние, трение и неравновесность):

J_у = φ_к*φ_с*J_{у ид}

Потери в камере сгорания могут быть представлены как функция снижения от (R_к*T_к):



Они приводят к уменьшению как J_у, так и расходного комплекса:
β = φ_к*β_ид

Для курсовой работы можно принять φ_к= 0,95...0,98, принимаем φ_к = 0,98

Коэффициент сопла φ_с = φ_а*φ_тр*φ_н

Потери на рассеяние зависят от угла раскрытия сопла на срезе:



где α_а— угол раскрытия сопла на срезе, α_а выбирается в пределах 5...7°. Выбираем α_а =7°



Потери на трение зависят от геометрии сопла, свойств продуктов сгорания в пристеночном слое и от относительной температуры стенки:



где Т_п— выбранная ранее температура продуктов сгорания в пристеночном слое. Т_ст— выбирается в зависимости от материала стенки: для жаропрочной стали 1000...1300 К, для меди и ее сплавов 400...700 К. Выбираем Т_ст = 1300 К.



Находим угол раскрытия сопла в критическом сечении:



где

По результатам расчета на компьютере F_a= 148,6 при α_ср, = 0,794, тогда:

Средний угол раскрытия сопла:



Примем φ_с=0,969.

Проверим его следующим расчетом:



где β_ид, J_{y ид}взяты из табл. 2 при α_ср.


Находим D_*, и Re:


, где Т_п, R_п, η_п — ранее рассчитанные параметры в пристеночном слое.





где k — показатель адиабаты, который можно определить из формулы:


Можно принять рассчитанное на компьютере значение k_ν =1,2019
Окончательно:






Сравнивая полученное значение φ_с с ранее принятым, определяем погрешность:

∆ < 1% , значит перерасчёт производить не надо.
Действительный удельный импульс Jу:

Для расчета Jу примем =0,9696, полученное расчетным путем


Найдем потери удельного импульса при изменении режима истечения с равновесного на замороженный (для изменения режима истечения с равновесного на замороженный надо переключить пункт меню 8 в программе расчета):



Находим потери на охлаждение. Они вычисляются как разница между удельными импульсами при α = α_я и при α = α_ср:



4.9 Основные параметры в камере двигателя:
Расход топлива:



Расход горючего:



Расход окислителя:


Площадь критического сечения:



Диаметр критического сечения:



Диаметр среза сопла:


Объем камеры сгорания:
где L_пр— приведенная длина камеры сгорания, находится по формуле: Меньшее значение L_np— для схемы с дожиганием.
Примем значение: , тогда


Площадь поперечного сечения камеры сгорания:

, где , если ƒ_К>3, то камера сгорания называется изобарной, в противном случае — скоростной. Находим ƒ_к:

— изобарная камера сгорания.



Диаметр камеры сгорания:


Рассчитаем расходный комплекс:


Так же можно определить β с учетом потерь на неоптимальность α по поперечному сечению камеры двигателя и на неполноту сгорания φ_к:


—является действительным расходным комплексом.
Определяем тяговый комплекс:




4.10 Построение контура камеры двигателя

Рисунок №1

Размеры, контур камеры и обозначения представлены на рис.1.

Диаметр камеры сгорания, диаметры критического сечения и среза сопла, объем камеры сгорания, и углы раскрытия сопла были рассчитаны и выбраны ранее.

Построение контура начинаем с критического сечения по следующим рекомендациям:

R = (0,75..1)D_кр; r = (0,1...0,2)D_кр, γ= 22…40°, R₁ = (1...3)R_K
Выбираем:









После этого вычисляем длину цилиндрической части камеры сгорания:
,

где





Длина сверхзвуковой части сопла:


Контур сверхзвуковой части строим следующим способом. К дуге окружности радиуса r проводим прямую под углом α_m к оси (т. А). На срезе сопла через т. В проводим прямую под углом α_а к оси. Прямые из т. А и В продолжаем до их пересечения в т. С. Полученные отрезки делим на 6...8 равных частей. Соответствующие точки соединяем прямыми, как показано на рис. 1. К этим прямым проводим плавную огибающую (параболу), которая образует собой контур сверхзвуковой части сопла. Полученный таким образом контур мало отличается от контура, рассчитанного методом характеристик.

4.11 Построение графиков:

Для построения графиков состава ПС и основных параметров по длине КД необходимо:

1. Построить в масштабе контур камеры двигателя (камера сгорания и соп– ло).

2. Для каждого F (табл. 5 и 6) по соотношению D_a/D_кр находим D_a, (D_кр– из–вестно).

3. Построить график зависимости состава продуктов сгорания от коэффициента избытка окислителя α (таблица №2).

4. Построить график зависимости основных параметров продуктов сгорания от коэффициента избытка окислителя α (таблица №3).
Контур камеры двигателя показан на рисунке №2

F	H2O	H2	CO2	CO	N2	Da\D”
148,6	35	18	22	0	25	12,19
140	35	18	22	0	25	11,83
130	35	18	22	0	25	11,4
120	35	18	22	0	25	10,95
110	35	18	22	0	25	10,49
100	35	18	22	0	25	10
90	35	18	22	0	25	9,49
80	35	18	22	0	25	8,94
70	35	18	22	0	25	8,37
60	35	18	22	0	25	7,75
50	35	18	22	0	25	7,07
40	35	18	21	0	25	6,32
30	36	17	21	1	25	5,48
20	38	15	19	3	25	4,47
10	43	9	13	8	25	3,162
2	45	7	11	11	25	1,414

Изменение состава ПС по длине КД табл. 5

F	T	Jур	Jуп	Tзам	Jур зам	Jуп зам	Da\D”	Pa
148,6	848	3220	3310	627	3119	3190	12,19	0,00238
140	862	3210	3310	639	3113	3190	11,83	0,00258
130	881	3200	3300	655	3105	3180	11,4	0.00285
120	901	3190	3290	672	3097	3180	10,95	0.0032
110	923	3180	3280	691	3087	3170	10,49	0.0036
100	948	3170	3270	712	3077	3161	10	0.0041
90	977	3150	3260	736	3065	3152	9,49	0.0047
80	1009	3132	3250	764	3050	3141	8,94	0.0055
70	1046	3112	3230	797	3033	3129	8,37	0.0066
60	1090	3087	3210	836	3013	3114	7,75	0.0081
50	1145	3056	3190	883	2987	3095	7,07	0.0104
40	1212	3016	3159	945	2953	3069	6,32	0.0141
30	1295	2964	3120	1029	2905	3034	5,48	0.0208
20	1399	2888	3061	1157	2829	2978	4,47	0.036
10	1600	2730	2939	1404	2670	2861	3,162	0.092
2	2397	2050	2467	2186	2033	2424	1.414	0,95

Изменение основных параметров ПС по длине КД табл. 6