Расчет потерь в трубопроводе окислителя от насоса окислителя до кс

 

Так как расход компонента значительный, то скорость течения жидкости на участке от насоса окислителя до камеры сгорания примем равной .

Диаметр трубопровода:

 

,

 

Окончательно принимаем .

Пересчитываем скорость течения:

.

 

Определяем число Рейнольдса:

 

.

 

Определяем коэффициент трения:

 

.

 

Определяем потери давления на трение:

 

.

 

Определяем потери давления на создание скорости:

 

.

 

Определяем потери давления на местных сопротивлениях:

 

 

где  - коэффициент местных потерь на разветвление потока.

; принимаем ;

 – коэффициент местных потерь на клапане. Принимаем ;

 – коэффициент местных потерь на дросселе. Принимаем ;

Определяем суммарные потери давления:

 

.

 

Суммарные потери давления в трубопроводе окислителя от ЗУ до КС

 

.

Уточнённый расчёт топливного отсека

 

Исходные данные:

Длина основной магистрали окислителя (ЗУ - насос) ;

Длина основной магистрали горючего (ЗУ - насос)     ;

Диаметр трубопровода горючего от ЗУ до НГ   ;

Диаметр трубопровода окислителя от ЗУ до НО ;

Диаметр туннельной трубы ;

Коэффициент объёма воздушной подушки ;

Объём остатков незабора для БГ ;

Объём остатков незабора для БО ;

Рабочий объём горючего ;

Рабочий объём окислителя ;

Диаметр ступени .

 

Выполнение расчёта:

Из расчёта, выполненного в пункте 3.2, возьмем следующие данные:

 - радиус сферы верхнего и нижнего днищ баков;

 - высота верхнего и нижнего днищ баков;

 - объём сферического сегмента днищ.

Рис.14. Расчётная схема бака горючего

 

Бак горючего

Объём топлива в трубопроводе горючего:

 

.

 

Объём горючего, находящегося в баке:

 

.

 

Объём горючего в нижнем сферическом сегменте БГ с учётом объёма туннельной трубы:

 

 

Высоту цилиндрической части бака горючего вычислим с помощью итераций:

 

Получим: .

Полная высота бака горючего:

 

.

 

Объём туннельной трубы:

 

.

 

Полный объём бака горючего:

 

Полный объём заправляемого горючего:

 

.

 

Объём горючего в цилиндрической части БГ с учётом объёма туннельной трубы:

.

 

Объём горючего в верхней сфере БГ с учётом объёма туннельной трубы:

 

.

 

Объём воздушной подушки:

 

.

 

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

 

 

Получаем: .

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

 

Бак окислителя

 

Объём топлива в трубопроводе окислителя

.

 

Объём горючего, находящегося в баке:

 

.

 

Полный объём бака окислителя:

 

.

 

Полный объём заправляемого окислителя:

 

.

 

Высота цилиндрической части бака окислителя:

 

.

 

Полная высота бака окислителя:

 

.

 

Объём воздушной подушки:

 

.

Высота воздушной подушки от верхнего полюса бака:

 

 

Получаем: .

Высота зеркала горючего от нижнего полюса бака:

 

.

Расчёт элемента автоматики

 

Расчёт проводится согласно [4].

Дренажно-предохранительные клапаны предназначены для защиты ёмкостей и полостей системы от воздействия чрезмерного давления газа, превышающего допустимое значение. Основными параметрами ДПК являются давление , при котором гарантируется допустимая негерметичность клапана, и давление , при котором клапан пропускает заданный расход газа .

Расход газа через ДПК:

 

,

 

где  - коэффициент расхода;

 - площадь проходного сечения;

 - диаметр седла клапана;

- высота подъёма тарели клапана над седлом;

- величина, которая зависит от характера истечения газа через лапан и определяется соотношением входного и выходного давлений.

Для сверхкритического режима истечения:

 

и  .

 

Для улучшения характеристик ДПК относительная высота подъёма его тарели над седлом выбирается из условия .

Рис.15. Расчётная схема ДПК

 

Исходные данные:

Коэффициент адиабаты для кислорода ;

Полное давление газа на входе в клапан    ;

Газовая постоянная газа наддува ;

Температура газа на входе в клапан ;

Массовый секундный расход газа через клапан           ;

Усилие, развиваемое электромагнитом ДПК .

Выполнение расчёта:

.

 

Определяем эквивалентный диаметр седла клапана:

 

,

Где .

 

Определяем площадь проходного сечения клапана:

 

.

 

Определяем высоту подъёма клапана:

 

.

 

Принимаем: .

Уточняем эквивалентный диаметр:

 

.

 

Определяем диаметр седла клапана:

 

,

 

где  - диаметр штока; принимаем.

Принимаем:

Уточняем проходную площадь клапана:

 

.

Определяем жёсткость пружины клапана:

 

.

 

Используя справочник [7], выбираем пружину № 182 ГОСТ 13766-86.

 

Расчёт времени заправки

 

Расчёт проводится согласно [4].

Исходные данные:

Расход заправочной системы             .

Выполнение расчёта:

Время заправки:

 

;

.

 

Общее время заправки баков ступени:

 

.

.