
- •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
6.2.2 Высотные характеристики в функции высоты полета (глубины хода)
- давление окружающей
среды на уровне моря
Приближенно
зависимость давления от высоты
,
соответствующая стандартной атмосфере,
описывается уравнениями[2]:
для высоты
для высоты
где
– давление на высоте
,
рассчитанное по формуле (17);
Если давление окружающей среды превышает 0,1 МПа, то это значит, что объект находится ниже уровня моря, например под водой. Тогда известно, что при погружении на каждые 10 м давление увеличивается на 0,0981 МПа. Из предыдущего расчёта видно, что максимальное противодавление, при котором двигатель ещё может работать устойчиво, равно: 7,44 МПа. Оно соответствует глубине погружения примерно 748 м.
По формулам (17), (18) переводятся ранее найденные значения противодавлений в соответствующие им высоты (глубины), результаты представлены в таблицах 12, 13.
Таблица 12. Значения высоты полета, соответствующие заданным значениям давления окружающей среды
|
0,0480 |
0,0743 |
0,1000 |
|
5,774 |
2,437 |
0,000 |
Таблица 13. Значения глубины хода, соответствующие заданным значениям давления окружающей среды
|
0,119 |
0,163 |
0,372 |
0,696 |
1,226 |
2,153 |
3,722 |
5,051 |
6,201 |
7,44 |
|
2,0 |
6,4 |
27,7 |
60,7 |
114,8 |
209,2 |
369,2 |
504,7 |
621,9 |
748,2 |
7 Расчёт и построение графика распределения равновесных массовых концентраций основных составляющих рабочего тела по длине сопла
Результаты расчётов в программе «Астра» в расчётных сечениях приведены в приложении Д.
На графике изображается распределение массовых концентраций основных составляющих рабочего тела в процентах из расчёта общей массы продуктов сгорания 1кг. Результаты расчетов представлены в таблице 14.
Таблица 14. Массовые доли основных составляющих рабочего тела
Номер сечения |
|
|
|
|
|
|
|
|
0 - кс |
0 |
34,6673 |
0,19107 |
28,338 |
0,17524 |
6,02699 |
24,4949 |
0,01505 |
1 |
413,6 |
34,7323 |
0,18739 |
28,3561 |
0,16853 |
5,91457 |
24,6717 |
0,01455 |
2 |
454,4 |
34,8106 |
0,18295 |
28,3778 |
0,16056 |
5,77784 |
24,8867 |
0,01394 |
3 |
480,1 |
34,894 |
0,1782 |
28,4006 |
0,15221 |
5,63068 |
25,118 |
0,01331 |
4 |
500,9 |
34,9833 |
0,1731 |
28,4249 |
0,14345 |
5,47138 |
25,3685 |
0,01264 |
5 |
519,2 |
35,0793 |
0,16759 |
28,4507 |
0,13421 |
5,29779 |
25,6414 |
0,01193 |
6 |
527,8 |
35,1302 |
0,16466 |
28,4643 |
0,1294 |
5,20483 |
25,7875 |
0,01156 |
7 |
536,2 |
35,1833 |
0,16159 |
28,4784 |
0,12445 |
5,10718 |
25,941 |
0,01118 |
8 - кр |
541,8 |
35,2212 |
0,15939 |
28,4884 |
0,12095 |
5,03698 |
26,0513 |
0,01091 |
9 |
545,2 |
35,297 |
0,15499 |
28,5082 |
0,11407 |
4,89577 |
26,2733 |
0,01037 |
10 |
547,7 |
35,3583 |
0,15139 |
28,5241 |
0,10865 |
4,78372 |
26,4494 |
0,00994 |
11 |
550,2 |
35,4226 |
0,14763 |
28,5407 |
0,10302 |
4,66157 |
26,6414 |
0,0095 |
12 |
555,1 |
35,5628 |
0,13936 |
28,5764 |
0,09112 |
4,39147 |
27,0659 |
0,00856 |
13 |
559,8 |
35,678 |
0,13252 |
28,6052 |
0,08175 |
4,16583 |
27,4205 |
0,0078 |
14 |
573,2 |
35,9087 |
0,11864 |
28,6615 |
0,06413 |
3,70297 |
28,1479 |
0,00636 |
15 |
592,2 |
36,1335 |
0,10485 |
28,7144 |
0,04856 |
3,23821 |
28,8782 |
0,00504 |
16 |
628,6 |
36,4202 |
0,08682 |
28,7788 |
0,03124 |
2,62494 |
29,8418 |
0,00351 |
17 |
717,1 |
36,8257 |
0,0602 |
28,8635 |
0,01231 |
1,71992 |
31,2639 |
0,00168 |
18 |
841,5 |
37,1172 |
0,03999 |
28,9189 |
0,00346 |
1,04425 |
32,3255 |
0,0006654 |
19 |
1017,5 |
37,2829 |
0,02831 |
28,9492 |
0,0005229 |
0,64574 |
32,9516 |
0,0002126 |
20 - а |
1310,6 |
37,3189 |
0,02698 |
28,9596 |
0,0000219 |
0,49922 |
33,1819 |
0,00005103 |
21 - ан |
2054,1 |
37,2792 |
0,03192 |
28,9607 |
0 |
0,41752 |
33,3102 |
0,0000059 |