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 |
Функциональное проектированиеСтр 1 из 4Следующая ⇒
Рисунок 11 – Компоновочная схема двигателя
Конструкция камеры
Паяно-сварная камера двигателя изготовлена из стали Х18Н9Т и бронзы БрХ08. Она состоит из смесительной головки и корпуса. Смесительная головка служит для приготовления топливной смеси, а корпус образует газовый тракт камеры. Смесительная головка состоит из корпуса, трех днищ и двухкомпонентных струйно-центробежных форсунок. Внутреннее и среднее днища соединены вместе форсунками горючего пайкой для обеспечения герметичности полостей. Блок днища состоит из корпуса, в котором просверлены отверстия под струйно-центробежные форсунки. Внутреннее днище сварено встык со стенкой корпуса камеры, а корпус головки через соединительное кольцо с рубашкой корпуса камеры. На корпусе камеры расположены два коллектора. Один служит для отвода охладителя (горючего) из рубашки охлаждения, другой – для его подвода, и находиться около среза сопла. Также существует третий коллектор для подвода окислителя. Он расположен на головке камеры. Наружное днище тороидальной формы и служит для подвода горючего. Выбрано днище именно тороидальной формы, исходя из компоновки двигателя. В центре наружного днища установлен искровой воспламенитель для воспламенения основной смеси. Корпус камеры состоит из двух оболочек: внутренней (стенки) и наружной (рубашки). Оболочки соединены между собой рёбрами с помощью пайки. В конце расширяющейся части сопла установлен коллектор – кольцевой трубопровод для ввода охладителя (горючего) в тракт охлаждения. Коллектор состоит из распределительного кольца и обечайки. В кольце имеются отверстия, через которые охладитель поступает в каналы между рёбер. Расчёт теплозащиты элементов камеры Выбор системы теплозащиты элементов камеры и вида охладителя
Выбор охладителя. В качестве охладителя обычно используется тот компонент, который обладает слабым коррозионным воздействием на конструкционные материалы, большей теплопроводностью, лучшей охлаждающей способностью. В данном случае этим компонентом является керосин. Был проведён расчёт проточного охлаждения. Охладитель, протекая по тракту охлаждения, образованному стенкой, рубашкой корпуса, внутренним и средним днищами головки камеры, поглощает всё тепло, передаваемое стенке и днищу.
Проточное охлаждение может быть регенеративным и автономным. Выбираем регенеративное охлаждение. При таком охлаждении тепло от газа передаётся компоненту топлива и вновь возвращается в камеру. При регенеративном охлаждении потери удельного импульса камеры практически отсутствуют. Схема течения охладителя противоточная, то есть охладитель сначала подаётся во входной коллектор на срезе сопла, а затем течёт по тракту охлаждения и выходит из него через выходной коллектор горючего. При этом охладитель равномерно распределяется по проточным сечениям. Проточное охлаждение обеспечивает надёжную теплозащиту элементов камеры. Расчётный режим – основной режим работы двигателя. Тепловой поток от газа в стенку и площадь охлаждаемой поверхности по длине сопла являются переменными величинами, поэтому расчёт охлаждения можно производить только по участкам камеры. 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 участков N, 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 канала b 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
Расчет прочности корпуса Расчет на прочность цапфы
Камера двигателя крепится к корпусу ЛА с помощью цапф, расположенных на бандаже, приваренном к корпусу камеры в области критического сечения (рисунок 19). Крепления камеры – цапфы, присоединяются к камере сваркой. Будем проверять на прочность данные сварные швы. Для приварки используется угловой шов.
Рисунок 19 – Расчет цапфы на прочность
Обозначим усилие на цапфу , тогда получим: ; Напряжения изгиба , где - момент сопротивления изгибу. ; Тогда напряжение изгиба: . Запас прочности: , где - прочность сварного шва - прочность стали Х18Н9Т. . Прочность сварных цапф обеспечена. 12 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ КОНСТРУКЦИИ КАМЕРЫ РУЛЕВОГО АГРЕГАТА НА ОСНОВЕ ЖРД 11Д55
Разработка и совершенствование ракетных двигателей и их систем требует больших материальных и трудовых затрат. В связи с существующей тенденцией роста расходов на создание и эксплуатацию летательных аппаратов и их систем широкое распространение получают методы проектирования под заданную стоимость. Развитие концепции проектирования под заданную стоимость требует установления зависимости между техническими характеристиками систем и необходимыми для достижения трудовыми и стоимостными показателями. Речь идет о соотношениях между массой конструкции и стоимости ее изготовления, между надежностью систем и затратами, необходимыми для обеспечения требуемой надежности. Цель концепции проектирования под заданную стоимость – создание систем с оптимальными техническими и экономическими показателями. Условием решения поставленной задачи является анализ и оптимизация затрат в течение всех стадий «жизненного цикла» системы. От замысла на создание до снятия с эксплуатации жизненный цикл включает несколько этапов. Основными этапами жизненного цикла системы летательных аппаратов являются: - Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы (НИОКР); - Технологическая подготовка производства; - Серийное производство; - Испытание; - Эксплуатация. При такой оценке проектов предпочтение отдается системе, требующей минимальных затрат на разработку, создание и эксплуатацию при обеспечении в заданных пределах всех технических показателях.
Естественное освещение
Коэффициент естественной освещенности (КЕО) в помещениях с использованием ПЭВМ должен быть не ниже 1,2% [1]. При естественном и совмещенном освещении в соответствии со В помещении значения коэффициента отражения поверхностей: потолка ρпот=0,7 (покрытие белое матовое); стен ρс = 0,5 (краска водоэмульсионная, матовая, светлый оттенок); пола ρп = 0,3 (линолеум темного оттенка).
– значение КЕО, . H – высота помещения; h – высота подвеса светильника над рабочей поверхностью; Рисунок 20 – Разрез помещения
Определим, достаточна ли площадь окна в помещении для обеспечения нормативного значения КЕО. h – высота помещения; hO – высота окна. Рисунок 21 – Разрез помещения
При выбранном светопроеме действительные значения коэффициента естественного освещения для различных точек помещения рассчитывают с использованием графоаналитического метода Данилюка по СНиП 23-05-95 и СП 23-102-2003 «Естественное освещение жилых и общественных зданий»: а) по строительным чертежам находим площадь светового проема (в свету) Ас.о = 3,0·1,3 = 3,9 м2, освещаемую площадь пола помещения Ап = 14 м2 и определим отношение ; б) определим глубину помещения dп = 4 м, высоту верхней грани световых проемов над уровнем условной рабочей поверхности hО1 = 1,3 м и отношение ; в) с учетом типа помещения выберем соответствующий график в [4]; г) по значениям и на графике найдем точку с соответствующим значением КЕО. Получим ефакт = 0,5%. Условия труда относятся к допустимым. Полученное значение ефакт < ен, поэтому в помещении необходимо использовать искусственное освещение.
Искусственное освещение Искусственное освещение применяется в темное время суток. Источниками искусственного освещения являются лампы накаливания и газоразрядные лампы. Выбор искусственных источников света производят по СанПиН 2.2.1./2.1.1.1278-03 в зависимости от характера зрительных работ по цветоразличению. Наименьший объект различения составляет 0,3 мм — толщина линии знака препинания на бумаге. При данных условиях необходимая минимальная общая освещенность составляет 200 лк; высота рабочей поверхности от пола — 0,7 м. Оценим искусственную освещенность исследуемого помещения по формуле: где N — количество установленных ламп; S — площадь освещаемого помещения; Z — коэффициент минимальной освещенности; к — коэффициент запаса лампы, необходимый для компенсации потерь освещенности из-за ее запыленности; F — световой поток одной лампы, находим по ГОСТ 6815-74; — коэффициент использования светового потока (зависит от типа лампы, типа светильника, коэффициента отражения потолка и стен ρ, высоты подвеса светильников и индекса помещения i). Характеристики элементов системы общего освещения: 1. Тип светильника — Б (БК) ГОСТ 2239-79. 2. Способ установки — потолочный. 3. Назначение светильника — для общего освещения. 4.Мощность источника, Вт — 100. 5. Тип источника света — лампы накаливания. 6. Световой поток, лм — 1400. 7. Количество источников света — 7. Индекс помещения определяется по формуле: . Для i= 1,145, при коэффициентах отражения поверхностей: потолка ρпот = 0,7; стен ρс = 0,55; пола ρп = 0,30, коэффициент использования
. Рассчитанное значение находится в пределах нормы (требуемое значение 200 лк). Условия труда относятся к допустимым.
7 Шум
Шум — это беспорядочное сочетание звуков различной частоты, интенсивности, возникающих при механических колебаниях в твердых, жидких и газообразных средах. Шум отрицательно влияет на организм человека, и в первую очередь на его центральную нервную и сердечнососудистую систему. Длительное воздействие шума снижает остроту слуха и зрения, повышает кровяное давление, утомляет центральную нервную систему, в результате чего ослабляется внимание, увеличивается количество ошибок в действиях работающего, снижается производительность труда. При выполнении основной работы на ПЭВМ уровень шума на рабочем месте не превышает 60 дБА. Контроль за характеристикой, уровнями звука, длительностью воздействия шума осуществляется в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96. В помещениях с низким уровнем общего шума, каким является помещение, где работает конструктор, источниками шумовых помех становятся вентиляционные установки, кондиционеры или периферийное оборудование для ЭВМ (плоттеры, принтеры и др). Длительное воздействие этих шумов отрицательно сказываются на эмоциональном состоянии человека. Контроль за характеристикой, уровнями звука, длительностью воздействия шума осуществляется в соответствии с СН 2.2.4/2.1.8.562-96. Для решения вопросов о необходимости и целесообразности снижения шума необходимо знать уровни шума на рабочем месте. Оценим уровень шума одного рабочего места. Источники шума делятся на внешние и внутренние. К внутренним относятся шумы от компьютера, холодильника, ламп и других устройств, находящихся внутри помещения. К внешним источникам относятся шумы от транспорта на дороге, грома, из соседних комнат и др. Внешние источники шума учитываться не будут, т.к. стеклопакет пластиковый который не пропускает большую часть шумов внутрь помещения. Лишь во время проветривания комнаты, когда открывается форточка, данные источники шума оказывают воздействие. Однако на время проветривания людей в комнате нет. Оценим прогнозируемый уровень шума в помещении (таблица 1). Шум в системном блоке компьютера создают движущиеся части. Шумят вентиляторы и комплектующие со встроенными вентиляторами (блок питания, видеокарта, корпус компьютера), а также все компоненты с движущимися частями – оптические приводы, жёсткие диски, дисковод и т.п. Шум в компьютере создают также электрические устройства: конденсаторы, трансформаторы, магнитные считывающие устройства и т.п. Источники внутреннего шума в помещении сведем в таблицу 1.
Таблица 8 – Уровни шума от различных источников
* Указан максимальный уровень шума при работе. В режиме ожидания не превышает 5-10 дБА.
Уровень шума, возникающий от нескольких источников, работающих одновременно, подсчитывается на основании принципа энергетического суммирования излучений отдельных источников по формуле: , где Li – уровень звукового давления i-го источника шума, дБА; Подставив значения уровня звукового давления для каждого вида оборудования в формулу, получим суммарное значение уровня звукового давления: . Полученное значение уровня шума не превышает допустимого. Кроме внутреннего шума, на проектировщика действует внешний шум: из соседних помещений и с улицы. Окно на улицу выходит во двор, где интенсивность движения транспорта невысока. Поэтому долю внешнего шума можно не учитывать вследствие его малости. У полученного значения (54,2 дБА) достаточный запас, поэтому дополнительных мер по снижению шума не требуется. Внутренние источники вибрации в помещении отсутствуют. Внешняя вибрация (трамвайной линии) рассеивается в конструктивных элементах помещения – стенах, фермах, фундаменте. Условия труда относятся к допустимым.
8 Тяжесть трудового процесса
По методике [13] тяжесть трудового процесса оценивают по ряду показателей, характеризующих трудовой процесс, независимо от индивидуальных особенностей человека, участвующего в этом процессе. Проектировщику приходится периодически перемещаться из своей комнаты в другие по лестнице, но при непосредственной работе с ПЭВМ, занимающей значительную часть рабочего времени, рабочая поза может быть неудобной. Класс тяжести работы проектировщика: - по физической динамической нагрузке – оптимальный (легкая физическая нагрузка); - по массе поднимаемого и перемещаемого груза вручную – оптимальный (легкая физическая нагрузка); - по стереотипным рабочим движениям – оптимальный (легкая физическая нагрузка); - статическая нагрузка отсутствует; - рабочая поза свободная, имеется возможность смены рабочего положения тела. Нахождение в позе стоя до 40% времени работы – оптимальный (легкая физическая нагрузка); - вынужденные наклоны корпуса отсутствуют; - по перемещениям в пространстве – допустимый (средняя физическая нагрузка). Окончательная оценка тяжести труда устанавливается по наиболее чувствительному показателю, получившему наиболее высокую степень тяжести [13]. Исходя из этого, по тяжести трудового процесса работу проектировщика можно отнести к классу допустимого (средняя физическая нагрузка).
9 Напряженность труда
Определим напряженность труда (таблица 9).
Таблица 9 – Классы условий труда по показателям напряженности трудового процесса
Итого:
Оценка напряженности труда осуществляется в соответствии с «Методикой оценки напряженности трудового процесса». Наивысшая степень напряженности труда соответствует классу 3.3. Согласно [13], труд проектировщика ЖРД относится к классу 3.1 – вредный (напряженный) 1 степени.
Таблица 10 – Итоговая таблица по оценки условий труда работника по степени вредности и опасности
Таким образом, из-за напряженности трудового процесса условия труда в данном помещении относятся к классу 3.1. В данной главе были выявлены санитарно-гигиенические, электро- и пожароопасные факторы в рассмотренном помещении; произведена оценка искусственного освещения помещения; оценены меры по обеспечению безопасных условий труда. Произведена оценка мероприятия по уменьшению вредного воздействия. Таким образом, делая вывод об общей оценке условий труда в рассматриваемом помещении, можно сказать, что условия труда являются вредными (3 класс 1 степень), так как нарушают установленные санитарно - гигиенические нормативы и оказывают неблагоприятное действие на организм работника и/или его потомство. Воздействие вредных факторов уменьшается проведением дополнительных перерывов по 15 мин через каждые 2 часа. ЗАКЛЮЧЕНИЕ В данном дипломном проекте был разработан жидкостный ракетный двигатель первой ступени ракетоносителя, работающего на топливе Керосин и О2ж. В результате проведенного анализа, была разработана пневмогидравлическая схема двигателя и выбрана компоновочная схема двигательной установки. Для проектируемого двигателя был проведен термогазодинамический расчет, в котором получены основные параметры двигателя: расход горючего, расход окислителя, удельный импульс в пустоте, удельный импульс у Земли, давление газа на срезе сопла. В ходе этого расчета также были получены основные параметры системы топливоподачи двигателя, спрофилирован внутренний контур камеры, спроектирована и рассчитана системы смесеобразования камеры.
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Последнее изменение этой страницы: 2016-09-19; просмотров: 238; 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 - 18.219.14.63 (0.136 с.) |