- •Тепловой расчёт, определение параметров и оценка прочности камеры сгорания жидкостных ракетных двигателей Утверждено редакционно - издательским Советом универси-тета в качестве учебного пособия.
- •Удельный расход топлива
- •2.3. Расчёт и проектирование камеры.
- •2.3.1. Термодинамический расчёт
- •2.3.1.1. Исходные данные для термодинамического расчёта.
- •2.3.1.2. Уравнение теплового баланса.
- •2.3.1.3. Уравнение материального баланса.
- •2.3.1.7. Определение коэффициентов потерь.
- •2.3.1.4. Уравнение баланса парциальных давлений.
- •2.3.1.5. Уравнение химического равновесия.
- •2.3.1.8. Расчёт основных параметров камеры.
- •Равновесный состав п.С. В к.С. И на срезе сопла.
- •Парциальные давления п.С. В к.С. И на срезе сопла.
- •Результаты термодинамического расчёта.
- •2.3.2. Определение размеров камеры сгорания.
- •2.3.3. Профилирование сверхзвуковой части сопла и выбор профиля для входной части.
- •Критический перепад давления
- •3.Теплосодержание топлива и продуктов сгорания
- •4. Тепловой расчёт жрд по диаграмме полное теплосодержание - энтропия.
- •Определение объема камеры сгорания по условному времени пребывания
- •9. Прочностной расчет блока камеры.
- •9.1 Расчёт напряжений в оболочках камеры сгорания на рабочем режиме.
- •Определение напряжений в оболочках камеры сгорания на режиме гидроопрессовки.
- •Расчёт напряжений в оболочках камеры при работе материала в упруго-пластической области.
- •Запас прочности оболочек камеры по несущей способности.
- •Расчёт оболочек камеры на динамическую прочность.
- •10.Вибрационная диагностика камеры сгорания.
- •10.1 Периодические функции.
Удельный расход топлива
Суд
=
, где С - полный расход топлива за 1 час
работы двигателя, необходимый для
создания тяги P кг.
Так как P = Pуд G. а С =G∙360. то
Cуд
=
=
кг/час
кг
2.Основные законы и уравнения тармодинамики для сверхзвукового сопла.
Массовый расход газа при одномерном течении в сечении перпендикулярном направлению скорости потока, выразится как
m = ρfw или для потока массовый секундный расход газа(урав-
нение закона сохранения массы) будет
ρfw = const (3 )
для жидкости fw = const (3 а)
Уравнение закона сохранения энергии газового потока в простейшем случае адиабатического одномерного течения химически активного реагирующего газа без трения о стенки по закону сохранения энергии Е = соnst между сечениями Ι и ΙΙ имеет вид
сυT
+Apυ + Uхим
+А
= Е = const. ( 4) , где
сυT -внутренняятепловая энергия,
Uхим - химическая энергия,
-кинетическая энергия направленного движения потока,
pυ -потенциальная энергия давления
υ (м2/кг)-удельный объём газа для уравнения состояния Pυ = RT где R =
-
значение универсальной газовой постоянной
,относящейся к одному килограммолю
любого газа , выраженное в кгм на 10С
-
кажущийся молекулярный вес смеси (μi
-молекулярный вес газа составляющего
смесь, ri
-объёмная доля, выражающаяся через
отношение парци ального давления pi
данного газа к общему давлению
,
при котором находится смесь)
ri
=
(5)
. Тогда кажущийся молекулярный вес смеси выражается через давления в виде:
(6)
(Для одного газа
)
Теплосодержание и внутренняя энергия связаны между содой равенством
I
=U + Ap υ
= U+ART =сvT
+ ART = cpT
а показатель адиабаты k
=
=1
+
(и сp =
;
cv =
Теплоёмкость
смесей газов
=
или используя (5) получим
(
ккал/кг0С
= сv /граммоль
0С
(7)
2.3. Расчёт и проектирование камеры.
2.3.1. Термодинамический расчёт
Целью термодинамического и газодинамического расчётов является определение условий преобразования энергии, и расчёт изменения параметров рабочего тела. Эта задача является весьма сложной, так как в качестве рабочего тела приходится иметь дело с продуктами сгораниями, в которых во время движения по трактам при высокой температуре непрерывно протекают различные химические, реакции, изменяются состав и свойства рабочего тела, поэтому возникает задача определения термодинамических свойств регулирующих веществ.
Термодинамический анализ осложняется ещё и тем, что движение рабочих тел происходит при больших скоростях, при которых время прерывания продуктов реакции в К.С. и в сопле становится небольшим и измеряется тысячными долями секунды, в связи с чем могут не установиться равновесные состояния между термодинамическими параметрами и составом рабочего тела.
При расчёте делаются допущения:
1) полное смешение компонентов,
2) отсутствие отдачи тепла в стенку сопла,
3) изобарический процесс горения,
4) химическая и энергетическая равновесность П.С. на выходе из К.С.
Температура и состав П.С. найденные при этих допущениях являются теоретическими.
