Двухфазные эффекты

1. Бимодальность функции распределения

Горение частиц происходит по двум механизмам: гетерогенному и гомогенному.

Гомогенный механизм – основан на испарении, либо на химическом образовании мелкой фракции.

Гетерогенный механизм – поверхностное отслоение исходных частиц: частица покрывается окисной пленкой, образуя фракцию.

2. Коагуляция и дробление: в сопле происходит сначала коагуляция, а затем дробление. Эксперименты показали зависимость, имеющую вид насыщения

3. Сепарация в сопле.

4. Жгутование. (Параксиальный эффект В.Б.Федотова)

При малых значениях размеров критического сечения начинается жгутование.

При больших концентрациях имеют место условия, когда жгут из частиц сливается в единую сплошную струю (эффект Федотова)

Лекция 10 Профилирование сопел рдтт.

С целью организации оптимального термодинамического и газодинамического процесса, обеспечивающего максимальное значение удельного импульса тяги, сопла РДТТ профилируют.

Профилирование – это выбор наиболее оптимальной с точки зрения удельного импульса тяги геометрической формы и размеров сопла.

1. Для осуществления процесса профилирования используют методы, основанные на решение термодинамических уравнений.

2. Для ЖРД – наиболее оптимальным является контур, соответствующий крайней линии тока газовом поле.

3. Для РДТТ, где среда двухфазная, а стенки, уносимые необходимо учитывать дополнительные факторы: осаждение частиц, трение о поверхность после уноса, химическую составляющую.

4. Наиболее точный метод для расчета контура сопла - метод характеристики, в основу которого положено решение дифференциальных газодинамических уравнений второго порядка в частных производных.

5. Анализ показал, что система этих уравнений подразумевает наличие характеристических уравнений, описывающих особые линии, являющиеся линиями распространения слабых возмущений – характеристиками.

6. Эти линии, проходя через любую точку газового ?, образуют два семейства: характеристика первого рода (семейства) – это прямая, касательная, к которой составляет с вектором скорости угол и характеристика второго рода (семейства) с таким же углом, но обратным по знаку.

7. Угол называется углом маха и связан с числом маха равенством .

8. Уравнение характеристик записывается в виде , где (+) – первого семейства, (-) – второго семейства.

9. Поскольку характеристики связаны между собой дифференциальными уравнениями характеристик, то можно воспользоваться этим для нахождения контура сопла, т.е….. выстроить огибающую.

10. Делается это численно. Задача называется – обратная задача теории сопла. Решается методом нахождения последовательных значений на контуре по значениям параметров на характеристиках.

11. Прямая задача теории сопла - это нахождение параметров газового поля в известном профилированном сопле.

12. Посчитанные значения по этому методу сведены в … для конструктов по профилированию (РДК) и представлены в виде таблиц: Х,У, - координаты и угол … ;

Х

Y

M

P

П

Т1

Т2

Т3

К-…. коэффициент адиабаты.

М - число маха; Р - приведенные давления; П - приведенная поверхность; Т1,Т2,Т3- три значения толщины потери импульса для различных .

13. Профилирование по РДК предполагает отсутствие частиц.

14. Если имеются частицы в продуктах сгорания , то необходимо найти лидирующую частицу, начало осаждения и под углом на контуре отогнуть его относительно рассчитанного контура по РДК.

15. Для нахождения координаты осаждения лидирующий частицы необходимо решить систему уравнений ( без выводов) :

1 - по таблицам ГДФ найти

2 - определить

3 - построить

4 - графически определить точку осаждения

5 - в этой точке определить и на него отогнуть контур сопла из РДК.

16. Решение траекторной задачи позволяет определить зависимость осаждение от размера частиц. Существуют разные методы. Они дают различные результаты.

17. Профилирование можно осуществлять и приближенно. Например, изменяя точный метод подбором парабол.

18. Есть метод Курпатенкова В.Д. Он параболу выстраивал графически по известным значением углов в начале и на срезе контура.

19. Профилирование дозвуковой части сопла, осуществляется либо по формуле Витошинского , либо, если это утопленное сопло используют … Бернули. Так же используют другие методы.