ТРЛМ курсовая СГАУ. Учебной дисциплине Теория, расчет и проектирование ракетных двигателей Выполнить термодинамический расчет и спроектировать камеру жидкостного ракетного двигателя для следующих исходных данных
 Скачать 398.98 Kb.
|
Оглавление1. Выбор конструктивной схемы ТНА 6 2. Расчет угловой скорости вала ТНА 7 3. Определение общих параметров насоса 9 4. Расчёт параметров шнека 11 5. Подвод насоса 15 6. Определение параметров центробежного рабочего колеса 17 Параметры на входе в рабочее колесо 17 6.2 Параметры на выходе из центробежного колеса 18 6.3 Проверка условия бескавитационного режима работы центробежного колеса 21 7. Отвод насоса 24 7.1 Параметров щелевого диффузора отвода без лопаточного диффузора 24 7.2 Определение параметров спирального сборника и конического диффузора 24 8. Расчёт изменения статического и полного давлений вдоль проточной части насоса 26 9. Потери, мощность и КПД ступени насоса 29 9.1 Утечки и расходный КПД ступени насоса 29 9.2 Дисковые и механические потери, частные и полный к.п.д 29 10. Профилирование основных элементов проточной части ШЦБН 32 10.1 Формирование контура спирального сборника с коническим диффузором 32 10.2 Построение проточной части ступени шнекоцентробежного насоса в меридиональной плоскости 32 10.3 Профилирование рабочих лопаток центробежного колеса 32 10.4 Построение решетки шнека постоянного шага 33 Заключение 34 Список использованных источников 35 Приложение А 36 Приложение Б 37 Приложение В 38 Приложение Г 39 Выбор конструктивной схемы ТНА Конструктивная схема ТНА была выбрана по рекомендациям методического пособия [2], при этом были учтены особенности выбранной структурной схемы ЖРД с восстановительным генераторным газом. Схема ТНА изображена на рисунке 1:  Рисунок 1 – Схема ТНА: 1- насос горючего; 2 – насос окислителя; 3 - турбина Для проектируемого двигателя выбрана однороторная схема ТНА. Данная схема наиболее конструктивно проста и технологична. Насос окислителя является шнекоцентробежным с двухсторонним коленообразным подводом. Он расположен относительно турбины так, чтобы окислитель при протекании через уплотнение попадал в выхлопную полость турбины. Насос горючего – шнекоцентробежный с коленообразным подводом, расположенный консольно. Турбина является осевой, расположена между опорами. Она более компактна и конструктивна[2]. Расчет угловой скорости вала ТНА Рассчитываем параметры каждого насоса ТНА: объемный расход компонента топлива, потребный напор насоса, кавитационный запас по давлению на входе в насос, допустимое кавитационное падение полного давления, мощность для привода насоса. Объёмный расход компонентов топлива  Для горючего:  Для окислителя:  Кавитационный запас по давлению на входе в насосы горючего и окислителя примем равным  . Тогда:Для насоса горючего:  Для насоса окислителя:  Допустимое кавитационное падение полного давления на входе в насос.   - давление насыщенных паров компонента топливаГорючего:  Окислителя:  Для случая коленообразного подвода насоса диаметр втулки шнека будет минимальным, так как вал шнека не передает значительных крутящих моментов. Поэтому отношение втулочного и периферийного диаметров шнека выбираем из конструктивных соображений равным  . По принятой величине  с помощью рисунка 4.1 [3] найдём значение  Вычисляем максимально допустимую величину угловой скорости и частоты вращения вала каждого насоса ТНА. Угловая скорость  Для насоса горючего  Для насоса окислителя  Частота вращения  Насос горючего  Насос окислителя  Вывод: примем частоту вращения ротора ТНА равной n=6000 об/мин. Это обусловлено принятым КПД ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОБЩИХ ПАРАМЕТРОВ НАСОСА Объёмный расход рабочего тела  Угловая скорость вращения вала насоса   Действительный напор насоса   Величина полного КПД насоса в первом приближении выбирается в зависимости от величины объемного расхода V Велчину полного КПД примем равным ηн=0,65 Мощность, необходимая для привода насоса   Коэффициент быстроходности   Диаметр вала насоса   – допустимое напряжение на кручение для легированных сталей Отношение диаметров втулки шнека и вала насоса принимаем  , потому что шнек расположен консольно.Диаметр втулки шнека  Коэффициент диаметра втулки шнека насоса с односторонним подводом   Относительный диаметр шнека примем равным ранее принятому в разделе 1, п.2 .Периферийный диаметр шнека   Коэффициент диаметра шнека у насоса с односторонним входом   Расходный параметр примем в первом приближении примем равным  Величина расходного КПД насоса определяем по графику рис.4 [1]. В нашем случае получается ηр=0,94. РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ШНЕКА Объёмный расход рабочего тела через колесо насоса   Площадь проходного сечения на входе в шнек   Скорость потока на входе в шнек   Средний диаметр шнека   Окружная скорость на втулочном, среднем и периферийном диаметрах шнека       Относительная скорость на втулочном, среднем и периферийном диаметре       Угол в относительном движении на входе в шнек на втулочном, среднем и периферийном диаметрах.       Лопаточный угол на входе в шнек   –угол атаки на входе в шнек на периферийном диаметре Угол атаки на входе в шнек на втулочном и среднем диаметрах     Для шнека постоянного шага  , угол потока на выходе из шнека в относительном движении  Приравнивая среднерасходные осевые составляющие скорости потока на выходе и входе в шнек  . Окружную составляющую относительной скорости потока на выходе из шнека  Относительная скорость потока на выходе из шнека на среднем диаметре   Окружная составляющая скорости потока на выходе из шнека на среднем диаметре   Абсолютная скорость потока на выходе из шнека на среднем диаметре   Угол потока на выходе из шнека в абсолютном движении на среднем диаметре   Коэффициент кавитации шнека  где коэффициент b=0,115, значение коэффициента а примем равным а=0,015.  Срывной кавитационный запас шнека находится по формуле  где m=1,05 – коэффициент неравномерности абсолютной скорости на входе в шнек  – коэффициент потерь в подводе для осевого подвода Полное давление на входе в насос на срывном режиме работы  где  - давление упругости паров Кавитационный резерв по давлению на входе в шнек равен  где   Для обеспечения бессрывного режима работы шнека необходимо, чтобы полное давление на входе в насос  было больше давления на величину не менее кавитационного резерва по давлению  , то есть необходимо, чтобы выполнялось условие  В нашем случае  , что больше  . Следовательно, шнек будет работать без кавитационного срыва.Шаг шнека на среднем диаметре   Густоту решётки шнека примем  .Число лопаток шнека примем zш=2. Шаг решетки шнека на среднем диаметре   Длина лопатки шнека на среднем диаметре   Осевая длина шнека на среднем диаметре   Угол конусности шнека θ1 на входе примем равным θ1=100˚ Угол конусности шнека θ2 на входе примем равным θ1=150˚ Осевая длина шнека на втулочном диаметре   Величину относительной длины заострения входной части профиля лопатки шнека примем равным  .Длина заострения входной части профиля лопатки на среднем диаметре   Величину относительной длины заострения выходной части профиля лопатки шнека примем равны  .Длина заострения выходной части профиля лопатки на среднем диаметре   .Максимальную относительную толщину профиля примем равным  Максимальная толщина профиля на среднем диаметре   Радиусы входной и выходной кромок лопаток шнека примем равными  |