
- •1. Исходные данные расчета жрд
- •1.1. Выбор значений давления в камере и на срезе сопла жрд
- •1.1.1. Выбор значения давления в камере жрд
- •1.1.2. Выбор значения давления на срезе сопла
- •1.2. Выбор жидкостного ракетного топлива
- •2. Анализ пневмогидравлической схемы ду
- •2.1. Схема жрд и принцип работы
- •2.2. Системы газогенерации
- •2.3. Конструктивная схема тна
- •2.4. Система запуска двигателя
- •2.5. Управление двигателем
- •2.6. Выключение двигателя
- •Определение основных параметров жрт и его продуктов сгорания
- •3.1. Определение основных параметров жидкого ракетного топлива
- •3.2. Определение основных параметров продуктов сгорания жрт
- •4.4 Определение объёма камеры сгорания двигателя
- •5. Профилирование сопла
- •5.1. Профилирование сужающейся части сопла
- •5.2. Протяженность цилиндрической части камеры сгорания
- •5.3 Профилирование расширяющейся части сопла
- •6.6. Определение расходов компонентов топлива через форсунку горючего и окислителя , за исключением периферийных пристеночных форсунок
- •7.2. Уравнение баланса мощностей тна
- •7.3. Расчёт параметров насосов
- •7.4. Расчёт параметров турбины
- •8. Проектирование смесительной головки
- •8.1. Расчёт двухкомпонентной газожидкостной форсунки с внутренним смешением.
- •9. Проектировочный расчет системы охлаждения камеры сгорания
- •9.1. Определение распределения плотности теплового потока и подогревов охладителя по длине камеры жрд
- •9.2 Определение параметров оребрения в критическом сечении сопла
- •9.3 Определение температуры огневой стенки со стороны охладителя
- •10. Проектировочный прочностной расчет узлов камеры
- •10.1 Определение толщины наружной оболочки цилиндрической части камеры.
- •10.2 Расчёт наружного сферического днища.
- •10.3 Расчёт среднего и внутреннего днищ.
- •Список используемой литературы
Определение основных параметров жрт и его продуктов сгорания
3.1. Определение основных параметров жидкого ракетного топлива
По заданным значениям давления рабочего тела в камере двигателя рк = 25106 Па и коэффициента избытка окислителя αок = 0,6 для компонентов топлива О2,ж+ Н2,ж из таблицы находятся следующие значения:
• коэффициент соотношения компонентов топлива K1 = 4,762;
• плотность
ЖРТ
= 0,3147 г/см3.
3.2. Определение основных параметров продуктов сгорания жрт
Значения основных параметров продуктов сгорания находятся по таблицам справочника для трех сечений тракта камеры двигателя: на входе в сопло (индекс «с»), в его критическом сечении (индекс «*») и в выходном сечении («а»).
Найденные значения приведены в таблице 1.
Таблица 1
Параметр
|
Сечение «с» |
Сечение «*» |
Сечение «а» |
ε |
1,000 |
1,761 |
2500,0 |
р, кПа |
25000 |
14198 |
10 |
Т, К |
3287 |
3032 |
692,4 |
μ, кг/(кмоль)
|
11,48 |
11,53 |
11,62 |
а, м/с; М |
1665 |
1,000 |
5,180 |
n |
- |
1,174 |
1,236 |
W, м/с
|
- |
1802,0 |
4458,0 |
β,
|
- |
2342,0 |
4587,5 |
|
- |
1,000 |
100,1 |
Cpf,
Дж/( |
4,298 |
4,233 |
3,035 |
Cp, Дж/( ) |
6,104 |
5,507 |
3,035 |
|
0,8763 |
0,8303 |
0,2769 |
|
0,6621 |
0,6273 |
0,1614 |
|
1,000 |
0,9131 |
0,1614 |
χ |
1,179 |
1,183 |
1,307 |
|
1,133 |
1,088 |
1,000 |
βт·р |
0,007 |
0,004 |
1,000 |
4. Расчет параметров камеры двигателя с учетом энергетических потерь
Определение коэффициентов потерь
При расчете параметров камеры потери учитываются с помощью системы импульсных коэффициентов.
- потери, обусловленные
некачественной организацией процессов,
протекающих в камере сгорания двигателя
(смешение, испарение, горение);
- потери на трение;
- потери на
рассеивание, где β4
принимаем 75˚;
- потери в сопловом
блоке;
- общее значение
потерь в камере двигателя.
4.2. Расчет действительных значений параметров камеры двигателя
4.2.1. Удельный импульс тяги
pн=0
4.2.2. Расход топлива через камеру двигателя
P
/
=
=364,97
4.2.3. Диаметр и площадь выходного сечения сопла
=2,284м
4.2.4. Диаметр и площадь критического сечения сопла
=0,228м
4.3. Расчёт площади и диаметра смесительной головки камеры
Основными параметрами смесительной головки камеры являются:
- площадь поперечного сечения смесительной головки камеры – Fk;
-
относительная площадь сечения смесительной
головки –
;
-
расходонапряжённость смесительной
головки –
;
-
относительная расходонапряжённость
смесительной головки –
а) минимально возможное значение относительной площади поперечного сечения камеры
Значение Fk лежит в допустимом диапазоне изменения указанной величины, Fk =2…8
б) относительная расходонапряжённость смесительной головки
в) Площадь и диаметр камеры
=0,330м
г) Длина смесительной головки камеры
=0,165м