
- •Тепловой расчёт, определение параметров и оценка прочности камеры сгорания жидкостных ракетных двигателей Утверждено редакционно - издательским Советом универси-тета в качестве учебного пособия.
- •Удельный расход топлива
- •2.3. Расчёт и проектирование камеры.
- •2.3.1. Термодинамический расчёт
- •2.3.1.1. Исходные данные для термодинамического расчёта.
- •2.3.1.2. Уравнение теплового баланса.
- •2.3.1.3. Уравнение материального баланса.
- •2.3.1.4. Уравнение баланса парциальных давлений.
- •2.3.1.5. Уравнение химического равновесия.
- •2.3.1.7. Определение коэффициентов потерь.
- •2.3.1.8. Расчёт основных параметров камеры.
- •Равновесный состав п.С. В к.С. И на срезе сопла.
- •Парциальные давления п.С. В к.С. И на срезе сопла.
- •Результаты термодинамического расчёта.
- •2.3.2. Определение размеров камеры сгорания.
- •2.3.3. Профилирование сверхзвуковой части сопла и выбор профиля для входной части.
- •Критический перепад давления
- •3.Теплосодержание топлива и продуктов сгорания
- •4. Тепловой расчёт жрд по диаграмме полное теплосодержание - энтропия.
- •Определение объема камеры сгорания по условному времени пребывания
- •9. Прочностной расчет блока камеры.
- •9.1 Расчёт напряжений в оболочках камеры сгорания на рабочем режиме.
- •Определение напряжений в оболочках камеры сгорания на режиме гидроопрессовки.
- •Расчёт напряжений в оболочках камеры при работе материала в упруго-пластической области.
- •Запас прочности оболочек камеры по несущей способности.
- •Расчёт оболочек камеры на динамическую прочность.
- •10.Вибрационная диагностика камеры сгорания.
- •10.1 Периодические функции.
2.3.1.8. Расчёт основных параметров камеры.
При последующих расчётах камеры используются следующие зависимости, полученные в результате термодинамического расчёта:
,
(2.24)
где:
- степень расширения газов в сопле;
-
относительная площадь сопла.
,
(2.25)
-
площадь среза сопла;
-
площадь критического сечения сопла.
При
заданном удельном импульсе тяги в
пустоте равном
и принятых коэффициентах потерь,
определяется необходимый теоретический
импульс тяги в пустоте.
(2.26)
В
работе /1/ приведены графики зависимости
от
при
для различных
.
Давление в К.С. незначительно влияет на
величину удельного импульса тяги. Так
как при изменении
от 100 до 200
увеличение теоретического удельного
импульса составляет :
Целесообразно
принять, что оптимальное значение
.
Значение относительной площади среза сопла:
Изменение в зависимости от степени расширения газов в сопле приведены в /2/. По этой зависимости (среднее значение æ = 1,136) определяют для относительной площади среза сопла, значения степени расширения газов.
По
графику
и
приведённым /1/, при
и
можно получить, что
.
По
ранее найденному
определяется характеристическая
скорость:
При выборе давления в К.С. используется формула:
,
(2.27)
где: - максимально допустимая площадь выходного сечения.
Предварительно
принимают
,
тогда
(2.28)
,
(2.29)
где:
- коэффициент, учитывающий потери полного
давления по длине К.С. от головки, до
критического сечения
=
0,99.
Оптимальное
давление равно
Реализация более высоких давлений в К.С. связана с трудностью охлаждения и обеспечения необходимой мощности турбины для привода ТНА.
Стехиометрическое соотношение компонентов для выбранного топлива:
Тогда соотношение компонентов на головке камеры равно:
Коэффициент среднего по камере. Соотношение компонентов находится по формуле:
(2.30)
Суммарный расход компонентов топлива через К.С.
(2.31)
Расход горючего:
(2.32)
Расход окислителя:
(2.33)
Расход на завесу:
(2.34)
Расход на головку горючего:
(2.35)
Давление продуктов сгорания на резе сопла:
(2.36)
Максимальное
значение температуры в К.С., максимальная
температура П.С. на срезе, скорость
истечения на срезе сопла, газовая
постоянная на срезе и в камере, равновесный
состав П.С. приведены в работе /4/, и
находится по
и
.
Парциальное
давление газов
в К.С. и на срезе определяются по формуле:
(2.37)
Результаты расчётов сведены в табл. 2.3, 2.4 и 2.5.