- •12.2.1 Затраты на проектирование без использования информационных технологий………………………………………………………………....90
- •1 Выбор системы подачи, схемы и основных параметров
- •1.1 Выбор системы подачи и схемы двигателя
- •1.2 Выбор величины давления в камере сгорания и
- •1.3 Выбор коэффициента избытка окислителя для случая применения плёночного охлаждения
- •1.4 Выбор и определение коэффициентов, характеризующих совершенство процессов в камере сгорания и сопле
- •2 Тепловой расчет камеры
- •3 Определение параметров системы подачи
- •4.1 Определение объема камеры сгорания и ее основных геометрических размеров
- •4.2 Профилирование контура сверхзвуковой части сопла
- •5 Определение подогрева рабочего тела в тракте охлаждения камеры. Влияние неадиабатности процесса
- •5.1 Подогрев рабочего тела в тракте охлаждения
- •4 Профилирование внутреннего контура камеры
- •5.2 Влияние неадибатности процесса на
- •6 Проектирование и расчет смесеобразования жрд
- •6.1 Выбор формы, типа и конструктивной схемы смесительной головки
- •6.2 Дополнительные устройства, располагаемые на смесительной головке камеры
- •6.3 Выбор типа форсунок
- •6.4 Выбор схем расположения форсунок на смесительной головке
- •6.5 Массовые расходы компонента
- •6.6 Расчет двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки
- •6.6.1 Упрощенный гидравлический расчет наружного контура двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки
- •6.6.2 Поверочный расчет двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки
- •7 Функциональное проектирование
- •7.2 Компоновочная схема двигателя
- •7.3 Конструкция камеры
- •7.4 Расчёт теплозащиты элементов камеры
- •7.4.1 Выбор системы теплозащиты элементов камеры и вида охладителя
- •7.4.2 Подготовка данных для расчёта системы проточного охлаждения на эвм
- •7.4.3 Проектирование оребрения стенки камеры и определение коэффициента эффективности оребрения
- •7.4.4 Расчет температуры стенки с учетом оребрения
- •7.4.5 Расчёт входного патрубка и коллектора охладителя Определяем диаметр входного патрубка охладителя:
- •8 Расчет на прочность элементов камеры
- •8.1 Расчёт прочности смесительной головки
- •8.1.1 Расчёт на прочность форсуночного блока днищ
- •8.2 Расчет прочности корпуса
- •8.2.1 Расчет общей прочности камеры
- •8.2.2 Расчет на прочность сварного шва
- •8.2.3 Расчет местной прочности камеры
- •9 Выбор материалов элементов камеры двигателя
- •10 Последовательность сборки камеры
- •11 Разработка конструкции узлов качания камеры
- •11.1 Разработка узлов качания камеры
- •11.2 Расчет на прочность цапфы
- •12 Экономическое обоснование разработки конструкции камеры рулевого агрегата на основе жрд 11д55
- •12.1 Оценка стоимости и структуры затрат на разработку двигателя
- •12.1.1 Оценка затрат на этапе создания жрд
- •12.1.2 Определение структуры затрат на разработку жрд
- •12.2 Определение размера экономии на стадии проектирования
- •12.2.1 Затраты на проектирование без использования информационных технологий
- •12.2.2 Затраты на проектирование с использованием информационных технологий
- •12.3 Определение размера экономии на стадии изготовления
- •12.4 Расчет размера экономии на стадии испытаний
- •12.5 Определение общего размера экономии от использования информационных технологий
- •13 Безопасность жизнедеятельности
- •13.1 Факторы, воздействующие на конструктора при работе за пэвм
- •13.2 Анализ опасных и вредных факторов, возникающих при работе на компьютере и мероприятия, обеспечивающие снижение их
- •Естественное освещение
- •Искусственное освещение
7.4.2 Подготовка данных для расчёта системы проточного охлаждения на эвм
Выбираем материал стенки камеры – БрХ08.
Исходные данные включают в себя геометрические размеры газового тракта камеры, параметры газа на входе в сопло, параметры и теплофизические свойства охладителей, свойства материала стенки, её толщину и допустимые температуры системы регенеративного охлаждения. Геометрические размеры сняты с контура камеры.
Продольные размеры
,
,
,
,
,
отсчитываются по оси сопла от его среза.
Поперечные размеры
,
,
,
отсчитывают по оси сопла. Также выписываем
радиусы скругления профиля сопла
,
,
и углы
и
.
Затем выбираем число участковN,
на которое следует разбить контур сопла
поперечными сечениями.
Для расчёта плотности конвективного теплового потока необходимы следующие данные:
n = k – показатель изоэнтропы расширения газа в сопле
-
температура горячей поверхности стенки,
К
-
температура газа в пристеночном слое,
К
-
равновесная массовая теплоёмкость газа
в пристеночном слое при постоянном
давлении,
![]()
динамическая
вязкость газа,
.
Расчёт плотности лучистого теплового потока ведут с использованием следующих данных:
-
температура газа в ядре потока, К,
степень
черноты стенки
- давление газа в
камере сгорания, МПа.
Для определения теплофизических свойств охладителя необходимо указать вид охладителя и его параметры:
-
температура охладителя на входе в тракт
охлаждения, К
-
допустимая температура жидкости на
выходе из тракта
охлаждения, К.
Расчёт зазора в кольцевом тракте охлаждения:
-
толщина стенки, м
-
коэффициент теплопроводности материала
стенки при средней
температуре,
![]()
-
максимальная скорость течения охладителя
в тракте, м/с
-
предельная температура холодной
поверхности стенки, К
-
предельная температура горячей
поверхности стенки, К.
Все приведённые выше данные загружаются в компьютер, который выдаёт расчёт. Во всех сечениях температура горячей стенки не выходит за рамки допустимой, поэтому дополнительных мероприятий для обеспечения надежности теплозащиты проводить не требуется.
7.4.3 Проектирование оребрения стенки камеры и определение коэффициента эффективности оребрения
Оребрение выполняет следующие функции:
- обеспечивает
прочность стенки, нагруженной перепадом
давления
,
и нагретой до высокой температуры;
- улучшает теплоотвод от стенки в охладитель.
Необходимо выбрать
параметры оребрения так, чтобы обеспечить
прочность стенки,
и минимальные потери давления охладителя
в тракте. Расчёт ведётся для ряда сечений
и полученные размеры каналов согласуют
между участками стенки.
Толщину рёбер
и их высоту
по длине тракта охлаждения оставляют
постоянными, а ширина каналаb
будет изменяться при изменении радиусов
поперечного сечения камеры.
При выборе числа рёбер i необходимо учитывать условие:
,
где
- максимальная ширина канала
,
где σТ - предел текучести материала,
=1,5
– коэффициент запаса по текучести,
- перепад давления
на стенке.
Оребрение в критическом сечении:
![]()
![]()


Рисунок 12 – Схема оребрения
;
;
.
Определяем шаг рёбер и ориентировочное число рёбер в критическом сечении:
![]()
;
![]()
Принимаем
.
Теперь уточним Sp и bкр:
;
.
Найдем зазор между стенками (высоту ребра):
![]()
Оребрение в расширяющейся части сопла:

;
;
![]()
Находим приблизительный радиус сечения №1:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
м.
Найдем радиус сечения №2:
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Найдем радиус сечения №3:
![]()
![]()
i4 = 696;
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
Рассмотрим сечение на срезе сопла:
![]()
iа = i4 = 696;
![]()
![]()
![]()
![]()
Оребрение на цилиндрическом участке корпуса:

,
где
,
;
![]()
![]()
![]()
![]()
iс =iкр.
Рассчитываем
коэффициент эффективности
в критическом сечении :

![]()
Принимаем
,
.
Тогда
,
,
,![]()
Результаты расчета приведены в таблице 2.
Таблица 2 – Результаты расчёта оребрения стенки
|
Сечения |
Δp, МПа |
TS, K |
σт, МПа |
bрmax,мм |
iсл |
bр, мм |
δр, мм |
Kэф |
|
С |
1,726 |
531,8 |
200 |
13 |
112 |
4,8 |
1,7 |
1,39 |
|
К |
12,715 |
866,55 |
120 |
3,55 |
100 |
1,8 |
- |
- |
|
А |
27,462 |
83,05 |
220 |
3,3 |
239 |
2,9 |
- |
- |
|
1-2 |
- |
- |
- |
- |
90/180 |
4/1,5 |
- |
- |
|
2-а |
- |
- |
- |
- |
180/239 |
3/1,7 |
- |
- |
