Иванов, 2308. Реферат пояснительная записка 69 с, 5 рисунков, 5 таблицы, 5 источников. Двигатель, ЖИДКОСТНЫЙ РАКЕТНЫЙ Двигатель, камера, топливо, горючее, окислитель, расходный комплекс
 Скачать 379.62 Kb.
|
4.2 Профилирование и определение объема докритической части сопла4.2.1 Выбирается угол наклона к оси сопла конического участка сужающейся части сопла β. Значение угла  определяет длину сужающейся докритической части сопла. С увеличением она уменьшается, что обуславливает снижение массы камеры. Однако с увеличением угла возрастает склонность к высокочастотной неустойчивости рабочего процесса. Рекомендуется выбирать β = 60…90о. Принимаем  чтобы максимально уменьшить массу камеры.4.2.2. Выбирается радиус окружности, сопрягающей образующие цилиндрической камеры и конического участка сопла  .Вход в сопло рекомендуется очерчивать плавно, поэтому рекомендуется в методическом пособии [1] принимать  .Выбираем  Принимаем  4.2.3. Выбирается радиус окружности, формирующей профиль сопла от конического участка до минимального сечения  , т.е. в трансзвуковой области.На основе статистических данных [5] рекомендуется принимать  где  Принимаем   4.2.4. Объем сужающейся докритической части сопла   4.3. Основные геометрические размеры камеры сгорания 4.3.1. Объем цилиндрической части камеры сгорания   4.3.2. Длина цилиндрической части камеры сгорания  где  площадь цилиндрической части камеры сгорания. 4.4. Профилирование внутреннего контура сверхкритической части сопла 4.4.1. Определяется относительный радиус выходного сечения сопла  где  относительная площадь среза сопла или геометрическая степень расширения сопла. 4.4.2. Относительная длина сверхкритической части сопла  Она может быть определена с помощью эмпирической зависимости [1]:  где  коэффициенты относительной длины, состава рабочего тела и степени расширения соответственно.Эти коэффициенты определяются с помощью эмпирических зависимостей. 4.4.2.1. Коэффициент относительной длины  где n- средний показатель изоэнтропы расширения продуктов сгорания в сопле от  до  по параметрам ядра потока. 4.4.2.2. Коэффициент состава рабочего тела   4.4.2.3. Коэффициент степени расширения    4.4.3. Длина сверхкритической части сопла   4.4.4. Определяется радиус окружности  , описывающий своей дугой  образующую контура на входе в закритическую часть сопла : =0,45  4.4.5.Определяются углы  между осью сопла и касательными к образующей контура сопла в точках  и C соответственно .С помощью графиков зависимостей, представленных на рисунке 29 [1] по известным значениям  и  определяем значения углов .  4.4.6. Выполняется профилирование внутреннего контура камеры. Контур камеры приведен на рисунке 5.  Рисунок 5- Профилирование внутреннего контура камеры 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОДОГРЕВА КОМПОНЕНТА В ТРАКТЕ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ. ВЛИЯНИЕ НЕАДИАБАТНОСТИ ПРОЦЕССА 5.1. Подогрев компонента топлива в тракте охлаждения 5.1.1. Количество тепла, отводимого от одного килограмма продуктов сгорания на цилиндрическом участке камеры, т.е. на участке камеры сгорания  где  относительная длина камеры сгорания;  плотность теплового потока в области критического сечения сопла. Также уменьшили плотность теплового потока в области критического сечения сопла для предотвращения закипания керосина.Из рисунка 30 [1] определяем     5.1.2. Количество тепла, отводимого от одного килограмма продуктов сгорания на участке сопла  где  соответственно эффективные углы наклона докритической и сверхкритической части сопла. 5.1.3. Подогрев компонента в проточной части тракта охлаждения камеры при отсутствии фазового перехода жидкости  где  средняя теплоемкость жидкого компонента в рассматриваемом диапазоне температур; ψ- относительная масса протекающего через тракт охлаждения камеры компонента, т.е. приходящегося на один килограмм продуктов сгорания.Значение  берется из [4]: В случае охлаждения камеры всем расходом горючего, подаваемого в камеру:    5.1.4. Температура компонента на выходе из тракта охлаждения камеры или на входе в форсунки смесительной головки  где  начальная температура компонента на входе в тракт охлаждения камеры. 293+ =408 К.5.1.5. Так как температура керосина на выходе из тракта охлаждения меньше, чем температура кипения Ткип=450 К, то охлаждающий компонент в тракте охлаждения камеры не закипел и фазовый переход отсутствует. 5.2. Влияние неадиабатности процесса на удельный импульс тяги Отвод тепла от рабочего тела на участке камеры сгорания при наружном регенеративном охлаждении практически не влияет на удельный импульс тяги камеры. В то же время отвод тепла на участке сопла приводит к потерям удельного импульса тяги из-за неадиабатности. Эти потери могут быть определены следующим образом:  где  изменение на выходе из сопла, обусловленное отводом тепла.Изменение энтальпии определяется по выражению:    По найденному значению потерь удельного импульса тяги из-за неадиабатности  находим коэффициент удельного импульса тяги, учитывающий потери из-за неадиабатности  ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данной курсовой работе был произведен расчет жидкостного ракетного двигателя второй ступени ракеты. Определены его основные характеристики: удельный импульс тяги  действительное значение расходного комплекса в камере сгорания β = коэффициент избытка окислителя в ядре потока = и в пристеночном слое  .Выбрана система подачи топлива - насосная без дожигания генераторного газа. Определены коэффициенты, характеризующие степень совершенства процессов в камере сгорания и сопле  .Сравнение параметров спроектированного двигателя Merlin 1D
Список использованной литературы Егорычев, В.С. Термодинамический расчет и проектирование камер ЖРД с СПК TERRA: учеб.пособие. – Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2013.-108 с.: ил. 2. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: справочник в 10т./под ред. акад. В.П.Глушко.- М.:Винити АН СССР, 1971-1979. 3. Егорычев, В.С. Топлива химических ракетных двигателей: учеб. пособие/ В.С. Егорычев, В.С. Кондрусев.- Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2007.-72 с.:ил. 4. Штехер, М.С. Топлива и рабочие тела ракетных двигателей / М.С. Штехер,-М.:Машиностроение,1976.-301с. . |
