Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Теория и расчет жидкостных ракетных двигателей. Расчет охлаждения камеры жидкостного ракетного двигателя. Учебное пособие
.pdf
. .
М. И. Толстопятов
ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ ЖИДКОСТНЫХ
РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ.
РАСЧЕТ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ
ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
Утверждено редакционно-издательским советом
университета в качестве учебного пособия
для студентов специальности 24.05.02
«Проектирование авиационных и ракетных двигателей»
очной формы обучения
2020
1
621.454.2(075.8)
39.6573
54
!" # " ,
$ % &. &.
()& « " »);
! , $* ). +.
(
. . »)
:
' &(
',++(
Толстопятов, М. И.
54 ! - . ! -
- - : !. $ /
. '. $ ; . . . . . – ,
2020. – 88 .
/" ! $ – *" $
$, $0 1; !" $" ! " $ , " $! ".
%! $" 24.05.02 «%
».
УДК 621.454.2(075.8)
ББК 39.65я73
© . . . . , 2020
© $ . '., 2020
2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение ............................................................................................................ 4
1. Охлаждение камеры жидкостного ракетного двигателя .................... 5
1.1. , #0 2**"
- ............................................................. 7
1.2. $ - - ......... 9
1.3. % $! ...................... 12
1.4. &$ $ $
- .................................................. 14
1.5. &$ $! # ......................... 18
1.6. &-#0 -
............................................................................ 19
1.7. $" ! - -
............................................................................ 21
1.8. $0 $ ................. 23
" $ ............................................................... 27
2. Расчет охлаждения в жидкостных ракетных двигателях ................. 28
2.1. ' ! ............................................................ 28
2.2. .! $ ................................. 30
2.3. ! - ................................................ 33
2.4. &$ $ $
$ ................................................ 38
2.5. &$ $
! ! ......................................... 40
" $ ............................................................... 42
3. Определение температурного состояния
огневой стенки камеры двигателя ........................................................ 43
3.1. ! $ $ ........................................... 43
3.2. ! ! $ $ ................................................... 44
3.3. &$ $ .............................................. 47
3.4. &$ 2**
$! ...................................................................... 49
3.5. ! 2** 2**
- ............................................................ 50
3.6. ! $ .................................................. 52
3.7. ! ! $" - ....................... 55
3.8. ( #! $ " ! ................................... 58
" $ ............................................................... 59
Заключение ..................................................................................................... 60
Библиографический список ........................................................................ 61
Приложения ..................................................................................................... 62
Приложение 1. $*! ....................... 62
Приложение 2. $$"
- ........................ 82
3
ВВЕДЕНИЕ
! $ $ ! -
() - ! $*, $ , ! -
! - . ( - - # $ ! $
! - - (1). % $ ! $
$"" $ (.
*! $).
'! $ $ * #0 $*" $:
− $ " 2** --
, $!#0 - - $$-
- 2!
;
− $ $" ! $ ! -
# " 2!
" $$ (3)) ! $" $;
− $ " $ $$ -
$ 4 $ ! .
($ $ ! - 1 - 2$ « ! 1»
«% » $ $ $ $" 24.05.02 «% ».
- -
! , $ "
! $ . % ! $ $ - #0 $
.
! - – " !" $ $. ! $ $
" ! $ ! $ $0 2 .
4
1. ОХЛАЖДЕНИЕ КАМЕРЫ ЖИДКОСТНОГО
РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
& - -
! $ $ 1 !" - $ $ 1.
% " , ! $ 1
$ $ $ (3 000...4 000 )
( 25 % ), $" $ -
!" " "#, , ", $ $ qk ! ! $ # !
(23...150) · 106 (/2.
( "# $ 1
" ! $ $. ( $
1 # " ! $ $ ql,
! $ # 20...40 % 0 $ $.
" " $ 1 , !
$ - " $
!. %2 1 $" -$! , #0 " $$"#.
5 " 1 #! , ! - $ - $ $, $$
$! 1 ! $" -.
! , $
- " $ $, $$#0 ! $ . -
- -. # " - -.
& $ $ -
1 - $! -. $!
$ $ $ 1 $ $!
- - $ . 1.1.
$ $ ! $ !
$ 1 # 2 ! $$0#
3.
, - ", ! $
$ ( !) $ ,
$$ $ $ !
5
$ – # 2, $0
k l
q q q
= +
.
( )
k g st g
= α −
$ -.
Т
Т
T
T
st.g
st.g
T
T
st.l
st.l
Т
Т
l
1
1
l
2
2
3
3
δ
δ
st
st
D
D
t
t
h
D
D
t1
t1
D
D
t2
t2
. 1.1. ! -
:
1 – $ ; 2 –
; 3 – "; T – $
$ ; T
$ ( ); T
;
Tl – $
– $
st.g
– $
st.l
h
r
r
$ $ q, $ , " $ $ –
qk ! ql:
q T T
6
, (1.1)
. (1.2)
1.1. Ф
(
)
l st l l
q T T
= α −
l
q
= +
α
. .
st g st l
q T T
λ
. .
st g st l
T q T
δ
АКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ
ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ ДВИГАТЕЛЯ
Влияние скорости движения охладителя. " --
#0 - Ul ! 2** $!
6l , $! ! 2 2**
6l - !. $ - Т
st.l
$ $ -#
.
, (1.3)
$ $ $ #0 :
T T
.st l l
. . $ ! 6l $ Т
, (1.4)
". ( # !",
st.l
$ $ $ ! $$:
7
st
= −
– 2** $$ ,
st
( )
δ
st
, (1.5)
λ
st
st
= +
. (1.6)
8, - - $ !
-#0 - $ "
Т
st.g
Т
. , $ Т
st.l
"
st.g
$ - -#0 -: !
" ", " Т
$ Т
- $!", $ " - --
st.g
. ", # -
st.g
#0 - Ul, $, " $ ! -#0 .
Влияние поверхностного кипения охлаждающей жидкости
! Т
Т
st.l
0 -. ( ! -#0 -"
- $" $ «-» . %
#0 $ «-» $" $
9 Тs, Т
. ( $ $! - !:
st.g
> Тs. ( $ ! $ - -#-
st.l
7
$ ", ! $!
2
р
2
р
-, . . 2** 6l ". &
$ - $ , ! $" $
# $# $ $ . ( 2 !
2** $! 6l ", ! $
" – !# Т
(1.6), $ - ! Т
$ Т
* $$ 7
Т
- (1.2) $-
st.g
", ! " 2*-
st.g
. & "-
st
, -, $ .
st.g
, :st, q
st.l
$ q. ", 1 $"" - " 2**
$$ 7st. & $
$ # # $!".
' - (1.6) , ! $
Т
", ! " 0 :st. $
st.g
$ q -# (1.2) , - - $ " $ Т
st.g
.
", 1 -" " " 0 :st, $! $!" .
Влияние давления и температуры в камере сгорания -
! Т
q. ! ! $-
st.g
" -0 . ( 2 2** $! αg ! $
qk. ! $ - # $"
$
, ! -
! $ $ ql.
, ! $ #
" $ $ q * (1.4)
(1.6) – !# Т
st.l
Т
. ! Т
st.g
! $ $ #.
Влияние размеров и формы охлаждающего тракта Т
st.g
.
( * -#0 , $, ! $"
, *, , ! $" $4 . % $ !#
2** 2** $! «-»
# , ", "# Т
. 8
st.g
", ! * -#0 -
!" $ $.
8
Влияние режима работы двигателя Т
. % $
st.g
" $ р " Т, " ! " $
$ q. & $ " - $-, ", "
$ Ul 2** $! - αl.
" - $ "
Тl ,! " - $".
%2, 2 , $# $! !
- - " . *, #0 2**" - , - "
#0 :
1. " Т
$" " -
st.g
-#0 -.
2. -" " $-
$ $ " 0 .
3. &- - " 2** $ 2$-
- 1.
1.2. С
ЖИДКОСТНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ
ПОСОБЫ ОХЛАЖДЕНИЯ КАМЕРЫ
Наружное охлаждение. % - --
$ $ $ . 1.2. &-#0 -" $$ 1 – -#0
. % $ , -" - $ 2
. 8 -" ! $
$$ 2.
% !" ! ! #!
- $# $. 8- -
- - - $" $ $" !
$ $ $0 $ .
$* - #! , ! "
- " !" ! -#0 , - !" $ - .
Внутреннее охлаждение. % - $-
Т
- - $
st.g
# $- $, 2 $ . 1.3.
% - $ $!
9
$- $ "# $ $
. $ $!
- ! 0 2 $.
( 1 - $ #!, 1
- - " $! #!
. ' $ $ ! *, $- $ $* " , $"
$, " $- " ,
! $ ! . % $! #! ! $* * $
$ $ 6 <<1.
&"
2
. 1.2. - - $:
1 – ; 2 – "
1
%0 - $
- . & !
2!" $ -. %
$! .
%! - ! $ - $ . 1.4.
% $ $ -" $, 0 $ - $ . %$#0 -", $ $ ,
$ .
10
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]