Р исунок 4 - Номограммы βа и βm в координатах Rа/Rкр и Lс/Rкр для определения размеров сопла [5]

4. Получив профиль сопла можно построить график изменения газодинамических характеристик потока: скорости W, давления p и температуры T по длине сопла. Газодинамические характеристики продуктов сгорания в сечениях сопла с определены газодинамическим расчетом (см. рис. 1 – второй столбец, где =1, соответствует критическому сечению, третий и последующие столбцы соответствуют соплу), нужно определить сечения по длине сопла, соответствующие и в этих сечениях отложить требуемые характеристики.

5. Объем и размеры топливных баков в первом приближении можно определить по следующим формулам [9]:

- объем топливного бака в общем случае равен: V_б = ξ _б · V_т

где ξ _б – коэффициент, учитывающий наличие свободного объема бака на температурное расширение топлива, а также учитывающий гарантийные и конструктивные остатки топлива, в среднем он равен 1,05 – 1,08.

- объём бака со сферическими днищами:

где d_m – диаметр миделева сечения;

l_дн – длина днища: ;

l_б – длина бака: , здесь

m_T – масса компонента топлива, кг;

S_m – площадь миделева сечения, м²;

ρ_т – плотность компонента топлива, кг/м³

- объем, заполняемый топливом:

- объем бака с эллиптическими днищами:

где l_дн – длина днища: ;

l_б – длина бака: .

- расстояние между баками: ∆l_б = (0,055÷0,06) d_m.

6. Для расчета выхода ЖРД на режим, который будет производится в курсовой работе по дисциплине «Управление в технических системах» в 6 семестре, непроходимо аппроксимировать графики зависимости произведения газовой постоянной и температуры на срезе сопла R_aT_a, скорости продуктов сгорания на срезе сопла W_a и коэффициента изэнтропы на срезе сопла n_a от коэффициента избытка окислителя α_ок полиномами второй степени:

(6)

Для нахождения каждого из полиномов необходимо решить систему из трех уравнений с тремя неизвестными {а₂, а₁, а₀}; {b₂, b₁, b₀} и {c₂, c₁, c₀}, для этого каждый из газодинамических параметров {R_aT_a}, {W_a} и {n_a} находится для трех различных значений α_ок – двух крайних и одного рабочего. Результатом решения системы и будет полином.

7. В отчете по домашнему заданию приводятся все проводившиеся расчеты с необходимыми пояснениями. Отчет следует оформлять в соответствии с ГОСТ 2.106-96. В качестве приложения к отчету приводится альбом чертежей и плакатов в составе: общий вид изделия (чертеж на листе формата 4хА4), газодинамический профиль камеры сгорания и сопла (чертеж на листе формата А3), графики зависимости произведения газовой постоянной и температуры на срезе сопла R_aT_a, скорости продуктов сгорания на срезе сопла W_a и коэффициента изэнтропы на срезе сопла n_a от коэффициента избытка окислителя α_ок и изменения газодинамических характеристик потока: скорости W, давления p и температуры T по длине сопла, а также полиномы {R_aT_a}, {W_a} и {n_a} (рекомендуется размещать на одном плакате, листа формата А3). Рекомендуется размещать все указанные листы на листе формата А1, так как показано на эскизе (приложение Г).