- •Кафедра «Ракетные двигатели и высокоэнергетические устройства автоматических систем»
- •1 Теоретическая часть 4
- •2 Расчетная часть 5
- •2.4 Задание на проведение прочностного исследования модели нагрузка-прочность для внутрикамерного давления 18
- •1 Теоретическая часть
- •2 Расчетная часть
- •2.2.1 Расчёт параметров рабочих процессов рдтт
- •2.2.2 Расчёт параметров рдтт при
- •2.2.3 Расчёт параметров рдтт при
- •2.3 Задание для проведения анализа рабочих процессов пврд
- •2.4 Задание на проведение прочностного исследования модели нагрузка-прочность для внутрикамерного давления
2.2.1 Расчёт параметров рабочих процессов рдтт
Расчёт
параметров РДТТ при
.
При P=1 МПа, =1800 К получим:
Скорость истечения из сопла.
Из уравнения состояния идеального газа, и баланса энергии в газовом потоке выводится формула расчёта линейной скорости истечения газа из сопла Лаваля:
При P=2 МПа, =2100 К получим:
При P=4 МПа, =2520 К получим:
При P=6 МПа, =2640 К получим:
При P=8 МПа, =2730 К получим:
При P=10 МПа, =2820 К получим:
2.2.2 Расчёт параметров рдтт при
При P=1 МПа, =1800 К получим:
При P=2 МПа, =2100 К получим:
При P=4 МПа, =2520 К получим:
При P=6 МПа, =2640 К получим:
При P=8 МПа, =2730 К получим:
При P=10 МПа, =2820 К получим:
2.2.3 Расчёт параметров рдтт при
При P=1 МПа, =1800 К получим:
При P=2 МПа, =2100 К получим:
При P=4 МПа, =2520 К получим:
При P=6 МПа, =2640 К получим:
При P=8 МПа, =2730 К получим:
При P=10 МПа, =2820 К получим:
Полученные данные представлены в таблице 5, построены зависимости скорости истечения от времени (рисунок 3) и давления от времени (рисунок 4):
Таблица 5- Скорость истечения ПС из сопла Лаваля
P, МПа |
|
|
|
|
|||
10 |
1830 |
1772,48 |
1713 |
8 |
1721 |
1671,8 |
1620,7 |
6 |
1583 |
1543,5 |
1502 |
4 |
1375 |
1384 |
1320 |
2 |
904 |
894,9 |
885,3 |
1 |
0 |
0 |
0 |
Рисунок 3 - Зависимости скорости истечения от времени
На рисунке 4 видно, что на 47 секунде спада давления на выходе из сопла скорость течения ПС падает до дозвуковой скорости.
Рисунок 4 - Зависимость давления от времени
2.3 Задание для проведения анализа рабочих процессов пврд
По заданным исходным данным определить следующие параметры ПВРД:
Термический КПД двигателя;
Скорость истечения ПС из сопла;
Тягу двигателя;
На основе полученных результатов построить зависимость тяги от диаметра.
Исходные данные:
;
;
;
;
;
В таблице 6, представлены диаметры и расходы топлива для разных скоростей полёта.
Таблица 6- Исходные данные для проведения расчёта
Скорость полёта (W), м/с |
W=600 м/с |
||
Диаметр входного сечения диффузора (D), мм |
200 |
400 |
500 |
Расход топлива (МТ), кг/час |
1000 |
1400 |
1400 |
1. Термический КПД.
Термический КПД определяется степенью повышения давления в диффузоре, который определяется из уравнения:
Интегрируем
это уравнение для случая полного
торможения воздуха, используя уравнение
адиабаты
и уравнение состояния
,
получим:
Решение:
1)
(w2/2)
k
1
2
2) Площадь входного сечения диффузора
3) Плотность воздуха в наибольшем потоке
4) Расход воздуха
5) Подведенное количество топлива
6) Температура на входе в КС
7) Скорость истечения газа в атмосферу
8) Тяга ПВРД
174.4
607.2
Термический
КПД при скорости полета W=600
м/с, равен
Термический КПД зависит от степени сжатия продуктов сгорания в диффузоре, а она зависит от скорости полета.
Значение
увеличивается с увеличением скорости
полета, а с уменьшением скорости
экономичность двигателя и тяга резко
уменьшается.

,
м/с