Вторая расчетная схема без потока газа на входе в первый канал

– Определение

Скорость газа на выходе из второго канала определяется так же, как и в случае первой расчетной схемы двигателя (п. 3.3.1).

– Определение сочетаний и

Используются уравнения (21) и (22).

По ряду значений (0,1; 0,15; 0,2…) определяется ряд значений и и строятся графики (рис.9), с которых по принятым , полагая, что с использованием условия находится ряд значений .

Рис.9. К определению и

– Определение

См. п. 3.3.1. Так как имеем ряд значений , то в результате получаем ряд значений .

– Расчет параметров торможения и по ряду

Используются зависимости (19) и (23).

– Определение и Ф для второго канала для ряда значений , соответствующих и

При выполнении расчетов следует руководствоваться рекомендациями, изложенными на стр. 14 – 16. С графика , построенного при условии , т.е. ранее построенного по ряду снимается ряд значений . По зависимостям (4) или (5) при L₂ определяется ряд значений и строится график (рис.10).

Рис.10. К определению

– Определение сочетаний и , соответствующих истинному значению

С графика по снимается значение . С графика на рис.10 по найденному значению снимается истинное значение , в соответствии с которым определяется (рис. 11).

Рис.11. К определению

– Определение истинных значений , , , , .

Производится по найденному значению с использованием полученных ранее результатов расчета.

– Расчет , , , для первого канала при отсутствии потока на входе в канал

– Расчет , , , для второго канала при наличии потока на входе в канал

– Расчет распределения параметров газа по соплу

Производится так же, как изложено для первой расчетной схемы.

4. варианты заданий

Расчет распределения параметров газа по оси двигателя выполняется на практических занятиях только для одного момента процесса.

В число исходных данных входят: сила топлива , плотность топлива , отношение теплоемкостей , скорость горения в зависимости от давления, термохимическая константа топлива , коэффициент эрозии , пороговая скорость , коэффициент учета потери энергии на теплоотдачу , текущие размеры шашек заряда, число шашек и их форма, внутренний диаметр камеры , диаметр критического сечения сопла , число сопел, схема предсопловой и сопловой частей с необходимыми размерами (например, длина предсопловой части, длины дозвуковой и зазвуковой частей сопла, диаметры входного и выходного сечений сопла, тип диафрагмы).

Так как практические занятия проводятся параллельно с курсовой работой по теории двигателя, то целесообразно расчеты выполнять для двигателя, заданного для курсовой работы [3].

Значения и задаются преподавателем (; ).

5. рекомендации по оформлению работы

Выбор расчетной схемы должен быть обоснован (предварительно дается краткое описание заданного двигателя и приводится его схема).

Расчет любого параметра начинается с написания необходимых уравнений (или ссылки на номер используемых уравнений).

При выполнении любых расчетов целесообразно результаты заносить в таблицы. Например, определяется . Для этого используется уравнение

.

Оно не разрешается относительно , поэтому приходится задаваться рядом значений и выбирать такое, при котором будет достигнуто

написанное равенство. Удобнее это сделать с помощью графика, а график построить по данным таблицы вида:

0,1 0,2 0,3 …

 

;

.

Коэффициент гидравлического сопротивления в межзарядном объеме в случае тандемного заряда определяется по зависимости для случая внезапного расширения газа; коэффициент – по уравнениям или графикам, полученным экспериментальным путем в зависимости от формы диафрагмы, типа соплового блока [1,4].

Построение графиков удобнее выполнять, используя метод графического интегрирования. Методика построения графика может быть следующей (рис. 12). По результатам расчета изображается график . Масштабы для и удобнее брать одинаковыми. Далее шаг по делится пополам и из полученных точек на оси абсцисс восстанавливаются перпендикуляры до пересечения с графиком . Из точек пересечения перпендикуляра с графиком проводятся прямые, параллельные оси абсцисс. Намечается полюс р. Проще отрезок ОР (рис. 12) брать равным , где – масштаб (например, для = 0,5 см получаем ОР= 5 см). Из т. р проводятся лучи к полученным ранее на оси ординат точкам. Из точки проводится прямая, параллельная первому лучу до пересечения с перпендикуляром, восстановленным из точки с координатой 0,1. Получаем отрезок Оа. Из точки а проводится прямая, параллельная второму лучу и т.д. Кривая есть график .

Рис.12. Построение графика

При расчете в пределах заряда (между сечениями и L) можно ограничиться тремя – четырьмя значениями , а в пределах сопла (приводится схема сопла) – двумя значениями в дозвуковой части (от входного сечения) и тремя значениями в зазвуковой части (не считая выходного сечения).

Набор графиков и их изображения, что является результатом работы, должны соответствовать рис. 3 или рис. 4.

Анализируя результаты расчета, следует ответить на вопросы:

· Чем объясняется полученный характер распределения параметров () на различных участках двигателя?

· Какова степень падения статических и полных давлений и температур газа на различных участках двигателя?

· Почему степень падения полных давлений меньше степени падения статических?

· Почему в пределах сопла полное давление неизменно?

· Почему не меняется в пределах всего двигателя полная температура газа?

· На какой длине заряда начинается эрозионное горение, как это явление отразилось на давлении, температуре?

Работа может быть оформлена в ученических тетрадях, где должна быть соблюдена следующая последовательность записей (для первой расчетной схемы):

Название работы (см. титульный лист)

1. Исходные данные

2. Принятая расчетная схема камеры двигателя (приводятся схема реального двигателя и принятая схема)

3. Исходная система уравнений

4. Уравнения распределения параметров по оси двигателя в аналитическом виде

5. Определение граничных условий

6. Расчет распределения параметров газа в камере

7. Расчет распределения параметров торможения в двигателе

8. Расчет распределения параметров газа по соплу

9. Результаты расчета и их анализ (приводятся вначале графики , , , , , см. рис.3, 4, затем дается их анализ)

Библиографический список

1. Юрманова Н.П. Теория ракетных двигателей на твердом топливе (конспект лекций);

2. Дементова А.А, рекстин Ф.С., Рябов В.А. Таблицы газодинамических функций. – М., Л.: Машиностроение, 1966. – 138с;

3. Никитин В.А., Юрманова Н.П. Методические указания по выполнению курсовой работы. – Тула: ТулГУ, 2003. – 5 с;

4. Шишков А.А. Газодинамика пороховых ракетных двигателей. – М.: Машиностроение, 1974. – 156 с.

Рассмотрено на заседании кафедры

Протокол №____от “___”_________200_г

Зав.кафедрой

проф., д.т.н. В.В. Ветров