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 |
Рас.8. Влияние размеров частиц на усиление неустойчивой моды
Эффект действия присадок хорошо виден из рис.9, где, по данным Эванса и Смита, показано, как введение присадок подавляет неустойчивость испытуемого РДТТ. Рис.9. Эффект действия присадок в твердое топливо на устойчивость РДТТ (по опытам): а — без присадок; 6 — 1,4% присадок 2. Сужающаяся часть сопла. Среди конструктивных факторов, влияющих на подавление колебаний, важное место занимает геометрия входной части сопла. Волны давления, возникающие в камере сгорания на неустойчивых режимах работы, входят в сопло, частично отражаясь от его стенок, а частично проходят через критическое сечение. С практической точки зрения необходимо стремиться к максимальному количеству энергии волны, проходящей через критическое сечение сопла. Исследование формы сужающейся части сопла, обеспечивающей максимум стабилизирующего влияния, показало (Б. Зинн), что демпфирование, производимое короткими соплами (в РДТТ применяются сопла, размеры которых значительно меньше характерных размеров камеры сгорания), не зависит от локальных особенностей геометрической формы сопла, а зависит в основном от степени сужения сопла, и не зависит также от частоты, когда длина волны колебаний значительно больше длины дозвуковой части сопла. Важным фактором является положение сужающейся части сопла. Исследованиями установлено, что утопление сопла в камеру может вызвать неустойчивый режим у устойчиво работающего до этого двигателя. 3. Форма и размеры заряда. Известные многочисленные исследования показывают, что форма канала заряда играет важную роль в обеспечении устойчивой работы РДТТ. Влияние этого фактора, по данным Робертса с сотр., показано на рис. 10 (ψ- доля сгоревшего топлива). Как видно, из трех рассмотренных форм зарядов наименьшую устойчивость имеет канал круглой формы, наибольшую - заряд со щелевым каналом дигрессивного горения. Влияние конфигурации заряда подробно исследовалось в ряде работ. Рассмотрение Т. Кореки различных зарядов цилиндрической формы со ступеньками и ребрами показало, что формы со ступеньками и гранями в общем склонны к продольным колебаниям. Угол расширения канала сказывается на устойчивости при некотором определенном значении. Перегородки являются очень эффективным средством подавления продольных колебаний, пазы не так эффективны. В трубчатых зарядах, горящих по всей поверхности, сквозные радиальные сверления в своде оказывают демпфирующее действие. В зарядах крестообразной формы такой же эффект оказывает спиральное расположение бронированных участков на наружной поверхности шашки.
Рис.10. Влияние формы заряда на условия возникновения неустойчивого горения (область устойчивости заштрихована)
Известно также, что с увеличением длины заряда вероятность возникновения неустойчивого горения возрастает, а частота колебаний зависит от диаметра канала заряда, как это и следует из акустической теории. Отмечается также некоторое демпфирующее воздействие толщины свода заряда и отношения S/F*. 4. Давление в камере сгорания. Давление является режимным параметром, величина которого во многом зависит от конструктора. Результаты воздействия давления на устойчивую работу РДТТ показывают, что его уменьшение оказывает дестабилизирующее действие. Были обнаружены два предельных значения р, выше одного из которых процесс устойчив и ниже другого из них - неустойчив. 5. Температура заряда. Результаты экспериментов показывают, что при очень низких (<—50° С) и очень высоких (> + 60°С) температурах твердого топлива неустойчивость его рабочего процесса возрастает. В общем влияние Т∞ носит довольно сложный характер, в чем можно убедиться из рассмотрения рис.11, полученного для цилиндрического заряда.
Рис.11. Области неустойчивости в плоскости параметров : А - область устойчивой работы; В - область слабой неустойчивос-ти; С - область резко выраженной неустойчивости; D - увеличение неустойчивости. 6. Скорость горения топлива. Известно исследование Смита, согласно которому с увеличением скорости горения степень неустойчивости (амплитуда колебаний давления) существенно уменьшается (рис.12). Данные графика подтверждают также описанный выше эффект стабилизирующего влияния повышения давления в камере сгорания.
Рис. 12. Зависимость степени неустойчивости РДТТ от скорости горения топлива:
1— устойчивое давление в камере при давлении 0,5 МПа; 2 — 8,4 МПа. 7. Состав топлива. Этот фактор, несомненно, влияет на устойчивость двигателя, но широкого его исследования не проведено. Имеются в настоящее время отдельные работы, которые говорят о следующем. При изменении размеров частиц перхлората аммония в топливе с полибутил-акриловой кислотой в качестве связки устойчивость существенно меняется: топливо, содержащее мелкозернистый окислитель без добавок, влияющих на скорость горения, оказалось немного более неустойчивым, нежели аналогичное топливо с более крупными частицами окислителя. Ускоряющий горение хромит меди стабилизировал горение при низких частотах и дестабилизировал при высоких. Наоборот, фтористый литий, который снижает скорость горения, дестабилизировал горение при низких частотах и стабилизировал при высоких. Воздействие добавок, влияющих на скорость горения топлива, на колебательные процессы (по данным Хортона) показана на рис.13а. Исследование Робертса с сотр. по влиянию фракционного состава окислителя в твердом топливе, содержащем 16% связующего, 18% — Аl и 66% ПА на величину критического давления (в смысле устойчивости рабочего режима), показало, что ркр слабо зависит от этого состава, однако степень неустойчивости очень чувствительна к наличию в твердом топливе крупнодисперсных фракций окислителя (см. рис.13б). Рис.13. Влияние добавок на неустойчивое горение твердых топлив: а) 1, 2 - крупно- и мелкозернистый окислитель; 3, 4 - крупно- и мелкозернистый окислитель + хромит меди; 5, 6 — крупно- и мелкозернистый окислитель + фтористый литий; б) зависимость степени устойчивости от соотношения фракций окислителя φ (по Робертсу) 8. Физико-механические свойства топлив. Твердое топливо может рассеивать акустическую энергию, влияя на структуру акустических мод. Влияние вязкоупругих свойств твердых топлив на акустические свойства заряда, по данным Райэна и Коутса, показана на рис. 14 в виде отношения амплитуды акустического давления на опертом конце заряда к амплитуде на свободном конце Δр2 в зависимости от длины заряда l и вязкоупругих параметров а и b . Для зарядов с очень высокими модулями упругости в общем случае следует ожидать неустойчивых колебаний продуктов сгорания. Рис.14. Влияние вязкоупругих свойств твердых топлив и длины заряда на акустические свойства заряда
9. Конструкция двигателя. Влияние масштабного фактора, т. е. размеров РДТТ по исследованиям Робертса с сотр., заключается в следующем. При уменьшении размеров степень неустойчивости РДТТ возрастает, а критическое давление уменьшается. Однако в этом направлении проведено ограниченное количество опытов и не исключено, что двигатель, работающий устойчиво, при увеличении масштаба имеет большую возможность для перехода в неустойчивую область, если масштабный фактор достаточно велик (рис. 15). Рис. 15. Области неустойчивости в плоскости параметров SJF* — диаметр канала: 1 - область устойчивой работы; 2 - области слабой неустойчивости; 3 - область резко выраженной неустойчивости; 4 - устойчивый режим; 5 - режим слабых колебаний; 6 - режим с резко выраженной неустойчивостью; 7 – увеличение . Важным фактором для высокочастотной неустойчивости является отношение длины двигателя к его диаметру. Считается, что при малых отношения L/D предел устойчивости сдвигается в сторону более высоких давлений.
Конструктивные меры подавления неустойчивости РДТТ включают также такие мероприятия, как размещение во внутренней полости заряда устройств из негорючих материалов в виде перегородок, стержней, перфорированных пластин, акустических полостей (резонаторов), диафрагм с отверстиями. Отмечается также демпфирующее действие кольцевого зазора между корпусом и зарядом. С другой стороны, известно (Браун с сотр.), что различные каверны, выступающие острые конды, отверстия, кольца могут служить достаточно сильными источниками акустических волн, вызывающих колебательные режимы в РДТТ. 10. Эрозия. Акустическая эрозия - т. е. зависимость скорости горения от величины (но не направления) изменяющейся составляющей скорости газа, параллельной поверхности горения, - существенно влияет не только на поперечные моды, но и на линейную неустойчивость продольных мод колебаний. Исследованиями было 11. Тепловыделение топлива. Как известно, выделение тепла при горении топлива играет важную роль в характере протекающих переходных процессов. Величина Qω влияет на неустойчивость РДТТ через функцию чувствительности. Эффект воздействия Qω на величину предельной амплитуды колебаний показан на 12. Начальное возмущение. В случае «жесткого возбуждения» интересно знать эффект воздействия абсолютной величины начального возмущения. Теоретические расчеты по модели Ф. Кулика показали, что при вариации от 0,2 до 0,05 по отношению к среднему значению давления в камере сгорания, граничная амплитуда изменяется соответственно от 0,058 до 0,0417. Если начальное возмущение составляет 30% от величины давления в камере, то это оказывает большой эффект на ограничивающую амплитуду, которая возрастает на 9,8% (см. рис. 16б). Рис. 5.34. Эффект влияния тепловыделения (а) и величины начального возмущения (б) на предельную амплитуду колебаний: 1 - Qω = 58,9 Дж/кг, В = 53; 2 - Qω, = 58,6 Дж/кг, В=-54; 3 - Qω = 58,2 Дж/кг, В = 55. 13. Тепловые потери в стенку камеры. Силы трения о стенки камеры оказывают стабилизирующее влияние на работу РДТТ.
|
|||||||
Последнее изменение этой страницы: 2017-02-08; просмотров: 567; 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 - 18.220.154.41 (0.013 с.) |