
- •Содержание
- •9 Выводы. Сравнение результатов проектирования с параметрами
- •Введение
- •1 Задание на проектирование. Исходные данные
- •2 Выбор прототипа проектируемого двигателя. Описание состава и работы схемы пгс жрд на установившемся режиме
- •3 Условная оптимизация соотношения компонентов по максимальному пустотному удельному импульсу
- •3.1 Расчёт стехиометрического соотношения компонентов
- •3.2 Подготовка данных, расчёт и построение графиков в зависимости от и при различных допущениях о равновесности процесса
- •4 Проектирование проточной части сопла
- •4.2 Сопло с профилированной сверхзвуковой частью
- •4.2.1 Профилирование сверхзвуковой части сопла
- •4.2.2 Расчет коэффициента профилированного сопла
- •5 Расчёт основных параметров и размеров камеры двигателя с учётом потерь
- •6 Расчет и построение характеристик камеры
- •6.1 Дроссельные характеристики
- •6.2 Высотные характеристики
- •6.2.1 Высотные характеристики в функции от давления окружающей среды
- •6.2.2 Высотные характеристики в функции высоты полета (глубины хода)
- •7 Расчёт и построение графика распределения равновесных массовых концентраций основных составляющих рабочего тела по длине сопла
- •8 Научно-исследовательская часть проекта. Математическое моделирование предельного влияния скорости химических реакций в рабочем теле
- •8.1 Подготовка данных, расчёт и построение распределения параметров рабочего тела по длине профилированного сопла при различных допущениях о скоростях химических реакций в потоке
- •8.1.1 Равновесное течение
- •8.1.2 Частично замороженное течение
- •8.1.3 Замороженное течение
- •8.2 Анализ особенностей распределения параметров по длине проточной части камеры при разных моделях течения и объяснения причин их появления с учётом изменения состава рабочего тела
- •8.3 Оценка возможных потерь на неравновесность течения в сопле двигателя
- •9 Выводы. Сравнение результатов проектирования с параметрами двигателя - прототипа. Анализ причин рассогласования
- •Литература
4.2 Сопло с профилированной сверхзвуковой частью
4.2.1 Профилирование сверхзвуковой части сопла
Так как проектируемый двигатель является двигателем 1- ой ступени, то угол можно определить по данным таблицы из [7]:
Для отношения
путем линейной интерполяции определяется
.
Относительный диаметр среза сопла:
Для найденного
угла
,
по таблицам из [5] для
и
найдём угол потока
на входе в профилированную часть сопла
и относительную длину сверхзвуковой
части сопла
,
проведя интерполяцию табличных данных.
В результате:
Профилированный контур сопла строим графическим методом, используя схему приближенного построения экстремального контура сопла [2].
4.2.2 Расчет коэффициента профилированного сопла
Профилированное сопло отличается от конического профилем сверхзвуковой части, тогда как его дозвуковая часть идентична дозвуковой части конического сопла.
Основное отличие от расчета коэффициента конического сопла состоит в том, что углы конусности сопла на выходе из критического сечения и на срезе являются известными (получены при профилировании), но угол конусности меняется по соплу.
Расчет производится по методике, указанной в 4.1. Расчетные данные представлены в таблице 9.
Таблица 9. К расчету потерь на трение на сверхзвуковом участке профилированного сопла
Номер участка, i |
|
|
|
|
|
|
9 |
4,242 |
8,186 |
1113,2 |
0,997 |
0,00235 |
0,0503 |
10 |
4,209 |
7,687 |
1176,72 |
0,978 |
0,00182 |
0,0398 |
11 |
4,18 |
7,248 |
1232,25 |
0,946 |
0,00184 |
0,0399 |
12 |
4,13 |
6,559 |
1317,88 |
0,874 |
0,00398 |
0,0818 |
13 |
4,068 |
5,791 |
1420,12 |
0,844 |
0,00412 |
0,0825 |
14 |
3,982 |
4,818 |
1548,6 |
0,856 |
0,01196 |
0,2354 |
15 |
3,863 |
3,761 |
1709,39 |
0,873 |
0,01795 |
0,3325 |
16 |
3,723 |
2,754 |
1880,69 |
0,891 |
0,03737 |
0,6037 |
17 |
3,508 |
1,655 |
2109,41 |
0,904 |
0,10805 |
1,2623 |
18 |
3,248 |
0,908 |
2353,59 |
0,91 |
0,19319 |
1,4358 |
19 |
2,997 |
0,502 |
2555,2 |
0,92 |
0,3492 |
1,5767 |
20 |
2,744 |
0,273 |
2728,76 |
0,941 |
0,74512 |
1,9571 |
21 |
2,455 |
0,135 |
2893,22 |
0,972 |
2,51442 |
3,3896 |
Пример расчета для участка 9:
По формуле (7) с учетом (8):
Суммируя потери
тяги на трение, получаем
.
Вычислим
и
по формулам (6), (9), (10) и получим для
профилированного сопла: