Заглавная страница Избранные статьи Случайная статья Познавательные статьи Новые добавления Обратная связь КАТЕГОРИИ: АрхеологияБиология Генетика География Информатика История Логика Маркетинг Математика Менеджмент Механика Педагогика Религия Социология Технологии Физика Философия Финансы Химия Экология ТОП 10 на сайте Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрацииТехника нижней прямой подачи мяча. Франко-прусская война (причины и последствия) Организация работы процедурного кабинета Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний Коммуникативные барьеры и пути их преодоления Обработка изделий медицинского назначения многократного применения Образцы текста публицистического стиля Четыре типа изменения баланса Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву Мы поможем в написании ваших работ! ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?
Влияние общества на человека
Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации Практические работы по географии для 6 класса Организация работы процедурного кабинета Изменения в неживой природе осенью Уборка процедурного кабинета Сольфеджио. Все правила по сольфеджио Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления |
Физические представления об акустических колебаниях в рдтт
Проблема высокочастотной неустойчивости сводится к определению акустических характеристик объема, заполненного твердым топливом и газообразными (иногда с жидкими частицами) продуктами сгорания, граница раздела которых является источником акустической энергии, а все остальные - ее поглотителем. 1. Несмотря на то, что зона горения имеет незначительную толщину (~100 микрон и менее), она является самой чувствительной к малым возмущениям давления. В зоне горения часть химической энергии превращается в тепловую. Если в какой-нибудь момент в камере сгорания возникло возмущение давления, то при возрастании давления в зоне горения температура также увеличится (следуя, например, адиабатическому закону). За счет сжатия горячие продукты сгорания переместятся ближе к поверхности горения, и в результате повысится тепловой поток в твердую фазу. Это, естественно, приводит к повышению скорости газификации, что в свою очередь сдвинет фронт пламени в положение, соответствующее этой новой скорости. В то же время реакция в газовой фазе также изменится в соответствии с новыми условиями. Задача определения акустических характеристик зоны горения заключается в определении амплитуды и фазы приращения скорости сгоревших газов. Достаточно полной характеристикой процессов, происходящих в зоне горения, является функция чувствительности, представляющая отношение возмущения массовой скорости на поверхности к возмущению давления . 2. В простейшем случае можно было бы рассматривать акустику камеры, заполненной продуктами сгорания, в предположении, что твердое топливо идеально отражает звуковые колебания. Но такое допущение о несжимаемости твердой фазы приводит к расположению узла скорости акустической волны (максимума давления) в газе на поверхности, что является наилучшим способом создания неустойчивости. Поэтому необходимо знать действительное расположение такого узла. Для простоты приведем следующий пример. Пусть мы имеем цилиндр, закрытый с двух сторон и частично заполненный топливом, причем топливо находится у одного копна, а газ - у другого. Возникающие в таком цилиндре моды будут иметь узлы волны скорости (максимумы давления) у обоих концов. Для примера возьмем первую моду. Очевидно, что мода 1 будет иметь один узел волны скорости внутри цилиндра, месторасположение которого определяется соотношением длин твердой фазы и столба газа. В предельных двух случаях решение найти просто: при полном заполнении полости твердым телом узел был бы в нем, и наоборот, при заполнении газом - в газе. Кроме соотношения количеств газа и твердого вещества, определяющих место узла волны, необходимо знать также, как далеко это место располагается от границы раздела этих фаз, так как усиление звуковых колебаний происходит благодаря флуктуациям давления на поверхности. Поэтому усиление звуковых колебаний будет иметь место при достаточно близком расположении этой поверхности к узлу волны скорости в системе.
Все сказанное показывает сложность явления возникновения высокочастотных колебаний в РДТТ, так как усиление (ослабление) конкретных мод возможно только в некоторые определенные моменты в процессе горения. Изучение вопроса устойчивости начинается после определения частоты каждой моды как функции геометрических величин в процессе горения. Прежде всего, необходимо сбалансировать усиление волн на поверхности горения со всеми потерями. Надо иметь в виду, что упругое твердое топливо обладает значительным демпфированием. Это требует существенной ответной реакции поверхности горения, которая возникает при попадании пучности волны давления на поверхность горения. Упругие свойства твердой фазы зависят от степени контакта топлива со стенками камеры сгорания. При этом контакте наружная поверхность твердого топлива может перемещаться в осевом, радиальном или тангенциальном направлениях, имеют возможность перемещаться торцы заряда. Зазор в несколько десятков микрон позволяет полностью изменить эти граничные условия. В результате может оказаться, что два РДТТ, имеющие в некоторый момент одинаковые формы газовой полости, поддерживают различные продольные, радиальные или тангенциальные моды. Все это приводит к тому, что в общем случае акустические колебания не могут существовать непрерывно в течение всего времени процесса горения. Чем сильнее демпфирование, тем на большие периоды устойчивости будут прерываться неустойчивые режимы. В результате неустойчивость будет возникать только при геометрических размерах и форме, обеспечивающих попадание пучности волны давления на поверхность горения. Такие изолированные периоды неустойчивости при больших значениях вязкости начнут также исчезать.
Как видно, явление неустойчивости в РДТТ имеет сложный характер определяемый физико-химическими свойствами всей системы. Весь период работы РДТТ может включать большие области устойчивости и неустойчивости, отдельные точки неустойчивости или быть полностью устойчивым (что наиболее желательно). 3. Устойчивость рабочих режимов РДТТ невозможно определить, рассматривая изолированно устойчивость его составных частей, т. е. поверхности горения и газового объема. В самом деле, если бы ракетное топливо само по себе давало неустойчивость горения, то его бы просто не использовали, так как это топливо являлось бы генератором колебаний. Все это также, к сожалению, не упрощает решения проблемы, а усложняет ее. 4. В настоящее время вопросам акустической неустойчивости посвящено много работ различных авторов. При изложении теоретических вопросов высокочастотной неустойчивости мы будем основываться на работах Ф. Кулика.
|
||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 451; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы! infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 18.225.235.89 (0.008 с.) |