Расчет охлаждения ЖРД
Рисунок 2. Разбиение КД на сечения и участки при расчете тепловых потоков и охлаждения стенки.
Таблица 5. Основные параметры сечений
№сечения
|
D, м
|
L, м
|
1,2,3
|
0,247
|
0,77
|
4
|
0,125
|
0,39
|
5
|
0,1
|
0,314
|
6
|
0,15
|
0,47
|
7
|
0,25
|
0,78
|
8
|
0,351
|
1,1
|
9
|
0,432
|
1,35
|
10
|
0,502
|
1,57
|
11
|
0,552
|
1,73
|
12
|
0,606
|
1,9
|
13
|
0,65
|
2
|
1. Исходные данные.
Для расчета параметров СПО, нам необходимы данные, которые мы получили в расчете камеры двигателя и записать их в таб. 6
Таблица 6. Исходные данные для расчета СПО.
|
Название параметра
|
Обозначение
|
Значение
|
Размерность
|
1
|
Окислитель
|
Кислород
|
–
|
–
|
2
|
Горючее
|
Керосин Т-1
|
–
|
–
|
3
|
Тяга двигателя / число камер
|
P/n
|
100
|
кН
|
4
|
Давление в камере сгорания
|
Pk
|
7
|
МПа
|
5
|
Давление на срезе сопла
|
Pa
|
0,015
|
МПа
|
6
|
Суммарный расход топлива
|
ṁ
|
33
|
кг/с
|
7
|
Температура ПС в камере сгорания (в ядре потока)
|
Тk
|
3585
|
К
|
8
|
Коэффициент избытка окислителя в пристеночном слое
|
αпр
|
0,384
|
–
|
9
|
Температура газа в пристеночном слое
|
Тпр
|
2000
|
К
|
10
|
Кинематическая вязкость газа в пристеночном слое
|
μпр
|
56
|
мкПа∙с
|
11
|
Коэффициент теплопроводности материала огневой стенки
|
λst
|
25
|
Вт/м∙К
|
12
|
Материал огневой стенки
|
12Х18Н10Т
|
–
|
–
|
13
|
Расход охладителя (Г и/или О)
|
ṁохл
|
9,6
(22,4)
|
кг/с
|
14
|
Допустимая температура огневой стенки со стороны газа
|
Тст.г.max
|
1200
|
К
|
15
|
Плотность компонента
|
ρ
|
820
|
кг/м3
|
16
|
Коэффициент избытка окислителя средний
|
αср
|
0,686
|
–
|
2. Расчет геометрии системы проточного охлаждения.
При расчете основной геометрии системы проточного охлаждения (СПО) контур камеры разбиваем на 13 сечений (12 участков). Важным условием разбиения является совпадение одного из сечений с критическим сечением. D – диаметр сечения, Х– расстояние от смесительной головки до последующего участка,F - площадь сечения, ∆X – расстояние между участками, ∆Xs – длина участка по образующей контура камеры , - приведенный диаметр и площадь данного сечения. Для удобства восприятия информации, о камере двигателя полученные данные будем представлять в табличном виде. ∆Xs – берем из программы КОМПАС.
Таблица 7. Геометрические параметры камеры двигателя.
n
|
X, м
|
Dt, м
|
∆X м
|
∆Xs м
|
|
Ft, м2
|
|
∆S, м2
|
1
|
0
|
0,247
|
0
|
0
|
2,47
|
0,05
|
6,1
|
0
|
2
|
0,05
|
0,247
|
0,05
|
0,05
|
2,47
|
0,05
|
6,1
|
0,04
|
3
|
0,236
|
0,247
|
0,186
|
0,186
|
2,47
|
0,05
|
6,1
|
0,14
|
4
|
0,333
|
0,125
|
0,1
|
0,116
|
1,25
|
0,01
|
1,56
|
0,07
|
5
|
0,357
|
0,1
|
0,02
|
0,03
|
1
|
0,008
|
1
|
0,01
|
6
|
0,4
|
0,15
|
0,04
|
0,05
|
1,5
|
0,02
|
2,25
|
0,02
|
7
|
0,5
|
0,25
|
0,1
|
0,11
|
2,5
|
0,05
|
6,25
|
0,07
|
8
|
0,626
|
0,351
|
0,126
|
0,14
|
3,51
|
0,1
|
12,32
|
0,13
|
9
|
0,76
|
0,432
|
0,13
|
0,134
|
4,32
|
0,15
|
18,66
|
0,16
|
10
|
0,9
|
0,502
|
0,14
|
0,146
|
5,02
|
0,2
|
25,2
|
0,21
|
11
|
1,03
|
0,552
|
0,13
|
0,13
|
5,52
|
0,24
|
30,5
|
0,21
|
12
|
1,18
|
0,606
|
0,15
|
0,162
|
6,06
|
0,29
|
36,72
|
0,29
|
13
|
1,36
|
0,65
|
0,18
|
0,18
|
6,5
|
0,33
|
42
|
0,35
|
Приведенный диаметр определяется как отношение диаметра сечения к диаметру критического сечения.
Для определения площади сечения воспользуемся формулой:
Приведенная площадь:
|
Скачать 270.32 Kb.