Розрахунок і побудова дросельної характеристики

 

1. На графіку в площині координат визначаємо точку, що відповідає розрахунковим значенням тяги та тиску в камеры згоряння . Через початок координат і точку проводи

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ТД-10-1 -1

мо пряму, яка показує залежність що відповідає дросельній характеристиці тяги в пустоті (рис. 1.3).

2. Дросельна характеристика питомого імпульсу в пустоті (рис. 1.3) в координатах являє собою лінію паралельну осі ординат, яка проходить від неї на відстані, чисельно рівній .

3. Задаємося 10 значеннями числа Маха в діапазоні від :

4. Кожному з заданих значень відповідає певне значення відносної площі поперечного перерізу сопла , що визначається за формулою

.

5. Визначаємо місцеположення стрибка в соплі

6. Для кожної з визначених в п. 5 площ знаходимо радіус поперечного перерізу сопла

.

З побудованого в розд. 1.2 контуру за критичної частини сопла відповідно радіусам графічним способом визначаємо кут нахилу контуру 2a.

Обчислені значення наведені у табл. 1.3.

7. Визначаємо значення тиску в камері згоряння для усіх місцеположень стрибка ущільнення з урахуванням значення 2a:

- при ;

- при .

Значення Па, що відповідає , розмежовує безстрибковий і стрибковий режими роботи сопла.

 

Таблиця 1.3

Геометричні параметри сопла

		, м2	, м	2α;
		0,0436	0,1179
1,6	1,6443	0,0717	0,1512
2,2	2,4956	0,1089	0,1862	64,44
2,5	3,5657	0,1556	0,2226	60,98
2,8	4,859	0,212	0,2598	57,52
	6,3533	0,2772	0,2971	54,06
3,2	8,1638	0,3562	0,3368	50,6
3,4	10,2125	0,4456	0,3767	47,14
3,55	12,6179	0,5505	0,4187	43,68
3,7	15,3371	0,6692	0,4616	40,22
3,8	18,4472	0,8049	0,5063	36,76
3,86	21,9101	0,956	0,5518	33,3
3,93	25,7269	1,1225	0,5979	29,84
3,96	30,0261	1,3101	0,6459	26,38

 

8. На графіку проводимо пряму,

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ТД-09-1

паралельну дросельній характеристиці в пустоті на відстані, яка чисельно дорівнює у діапазоні зміни тиску в камері від Па до р_к=22×10⁶ Па. Цей прямолінійний відрізок відповідає дросельній характеристиці тяги на землі при без стрибковому режимі роботи сопла (рис. 1.3).

9. Визначаємо значення тиску перед стрибком ущільнення в і-му поперечному перерізі

.

Визначаємо значення тиску за стрибком ущільнення для і-го поперечного перерізу .

10. Визначаємо значення тяги на землі , що відповідають стрибковій області течії газу:.
-при ;

 

-при .

11. Визначаємо секундну масову витрату палива , що відповідає значенням в діапазоні зміни р_к від 0 до : .

12. Визначаємо значення питомого імпульсу на землі у діапазоні зміни р_к від 0 до : .

 

Обчисленi значення наведенi в табл. 1.4.

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ТД-09-1

Таблиця 1.4

Значення, Р^з та залежно від р_к

ркі МПа	кН	кг/с	м/с
0,1558	4,047	3,9064
0,3307	13,2471	8,2885
0,5441	25,2391	13,6384
0,8218	41,729	20,5997
1,169	63,2345	29,3024
1,5822	89,69	39,6609
2,0965	123,5187	52,5517
2,6927	163,6425	67,4952
3,4082	212,7531	85,4305
4,2337	270,3964	106,1231
5,1958	338,6052	130,2398
6,2604	414,7013	156,9252
7,4387	499,8518	186,4624
8,8061	600,1065	220,7371

На графіку добудовуємо залежність Р^З та (рис. 1.3) від р_к для стрибкової зони.

Рис. 1.3. Дросельна характеристика

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

1.3.2. Розрахунок і побудова висотної характеристики

Розрахунок і побудову висотної характеристики виконуємо при номінальному значенні тиску в камері згоряння. Задаємося рядом значень тиску навколишнього середовища р_ні у діапазоні від 0 до 10⁵ Па. Визначимо граничне значення тиску , при якому стрибок ущільнення “сідає” на зріз сопла

При › 197001,4 Па на графіку характеристики з’явиться стрибкова зона.

1. Визначаємо для кожного заданого значення і номінального значення значення тяги та питомого імпульсу:

, ;

Результати розрахунків наведені в табл.1.5.

Таблиця 1.5

Значення Р^З та

рн, Па	РЗ, кН	, м/с
	2022,87
	1988,29
	1953,72
	1919,14
	1884,57

 

За даними таблиці 1.5 будуємо висотну характеристику (рис. 1.4).

Рис. 1.4. Висотна характеристика

Змн.

Арк.

№ докум.

Підпис

Дата

Арк.

ТД-10-1

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

 

 

1. Горбенко Г.А. Основи теорії та розрахунку рідинних ракетних двигунів: Навч.посіб.-Д.: РВВ ДНУ, 2001.- 68 с.

2. Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели.-М.: Машиностроение, 1968.-395 с.

3. Махин В.А. Жидкостные ракетные двигатели.-М.: Дом техники, 1961.- 598 с.

4. Мисюра В.И., Морозов Ю.Д. Характеристики сопл Лаваля: Учеб. пособ. Д: ДГУ, 1989.-68 с.

5. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей: В 2 кн. Учеб. для авиац. спец. вузов /А.П. Васильев, В.М. Кудрявцев, А.В. Кузнецов и др.; Под ред. В.М. Кудрявцева. -М.: Высш. шк., 1993. – 368 с.

6. Серебрянский В.Н. Газодинамическое профилирование камеры ЖРД с применением ЭВМ: Учеб. пособ.-Д: ДГУ, 1992.-36 с.

7. Тепловой расчет двигателя: Метод. пособ. Д.: ДГУ, 1980.–48 с.

8. Термодинамические и теплофизические свойства продуктов сгорания: Справ. /Под ред. В.П. Глушко.-М.: Машиностроение, 1971.-506 с.