Энтальпия компонентов топлива

Молекулярный вес

Удельный импульс пустотный

Удельный импульс расчетный

23 Приложение 3. Расчет двигателя для компонентов топлива «пероксид водорода 98% + керосин»

Приведены расчеты основных параметров и зависимостей для двигателя, использующего в качестве окислителя 98%-й пероксид водорода.

Таблица 23.1. Расчетные расходы компонентов топлива.

Расход О	кг/с	0,414
Расход Г	кг/с	0,054
Суммарный расход топлива	кг/с	0,469
Стехиометрическое соотношение		7,5

 

Таблица 23.2. Геометрические параметры КС.

Обозначение	Параметр	Значение
Rk	Радиус камеры, мм	38,84
Dk	Диаметр камеры, мм	77,68
Fk	Площадь камеры, мм^2	1184,95
Rкр	Радиус критического сечения, мм	12,20
dкр	Диаметр критического сечения, мм	24,39
Fкр	Площадь критического сечения, мм^2	467,29
Ra	Радиус сопла, мм	22,57
Dа	Диаметр сопла, мм	45,15
Fa	Площадь сопла, мм^2	1601,01
xa	Параметр сопла (длина), мм	35,81
Fa отн	Относительная площадь сопла	3,43
Lцл	Длина цилиндрической части КС, мм	148,17
lвх	Длина входной части сопла, мм	56,49
Lкр	Длина до критического сечения, мм	204,65
lдв	Длина всей камеры, мм	240,46
R1	Сопряженный радиус 1, мм	24,39
R2	Сопряженный радиус 2, мм	38,81
h	Ордината точки сопряжения, мм	21,80
Y	Абсцисса точки сопряжения, мм	44,93

 

Рис. 23.1. Размеры КС двигателя (пропорции не сохранены).

Рис. 23.2. Изменение температуры ядра потока по профилю КС и сопла с учетом перемешивания (при завесе 20% окислителя).

Рис. 23.3. Изменение температуры потока возле стенки по профилю КС и сопла с учетом перемешивания (при завесе 20% окислителя).

Рис. 23.4. Изменение тяги двигателя по профилю КС и сопла.

Рис. 23.5. Изменение температуры газа возле стенки при различной завесе при сильном перемешивании, коэффициенте турбулентного перемешивания 0,002.

Рис. 23.6. Изменение температуры газа в пристеночной области при различной завесе при сильном перемешивании, коэффициенте турбулентного перемешивания 0,002.

Рис. 23.7. Изменение температуры газа возле стенки при различной завесе при слабом перемешивании, коэффициенте турбулентного перемешивания 0,0005.

Рис. 23.8. Изменение температуры газа в пристеночном слое при различной завесе при слабом перемешивании, коэффициенте турбулентного перемешивания 0,0005.

Рис. 23.9. Длина жидкой пленки в зависимости от температуры стенки и используемого компонента на завесу. Красным показаны предельный случай для используемого материала.

Рис. 23.10. Тепловые потоки в стенку в зависимости от температуры стенки.

Рис. 23.11. Лучистый тепловой поток в стенку в зависимости от температуры стенки.

Рис. 23.12. Равновесные температуры внешней и внутренней поверхностей КС.

Рис. 23.13. Равновесные осредненные температуры в зависимости от расхода компонента на завесу.

Рис. 23.14. Максимальная температура газа в зависимости от расхода на завесу.

Рис. 23.15. Удельный импульс в зависимости от расхода на завесу.

Рис. 23.16. Расчет удельного импульса при схеме с 4, 7 и 19 форсунками (завеса 20% О).

Рис. 23.17. Расчет относительного расхода на завесу при схеме с 4, 7 и 19 форсунками (завеса 20% О).

Рис. 23.18. Зависимость удельного импульса от давления в КС для различного давления окружающей среды.

 

[1] http://specialmetals.com/assets/documents/alloys/inconel/inconel-alloy-718.pdf

[2] http://www.bibusmetals.com.ua/fileadmin/materials/PDF/catalogs_new_2013/nikel/

INCONEL__Alloy_718_RU_EN.pdf

[3] http://www.diyspaceexploration.com/thermodynamic-properties-of-hydrogen-peroxide/