Расчет основных параметров тна и гг
Расчет потребных значений давлений компонентов на входе и выходе из насосов и турбины
Значение давлений рассчитываются исходя из принятой к разработке ПГС по магистралям окислителя, горючего и рабочего тела турбины. При этом учитываются:
давление в камере двигателя
давление в газогенераторе
(для ЖРД с дожиганием определяется из
уравнения баланса мощностей ТНА);сумма потерь давлений на рассматриваемом участке магистрали
где – количество местных сопротивлений.
Расчет потерь давлений на трение и на местных сопротивлениях магистралей рассчитываются на базе статистических данных. Тогда потери давления на элементах магистралей:
на охлаждающем тракте
на форсунках
на трение в магистралях «насос-камера», «насос-газогенератор»
на элементах автоматики
давление наддува баков с компонентами топлива
Тогда давление на входе в насос равно
где
и
– давление насыщенного пара и плотность
компонента, соответственно.
Для
окислителя
Тогда давление на входе в насос окислителя
Для
горючего
Тогда давление на входе в насос горючего
Давление
на выходе из насоса
определяется по наиболее напряженной
ветви магистрали. Для ЖРД с дожиганием
для окислителя, подаваемого в камеру двигателя
для горючего, подаваемого в газогенератор
Давление на входе в турбину рассчитывается по формуле
для магистрали окислителя
для магистрали горючего
где
– давление в газогенераторе по магистрали
окислителя и горючего соответственно,
определяемые из уравнения баланса
мощностей ТНА.
Давление на выходе из турбины для ЖРД с дожиганием по магистралям окислителя и горючего
Уравнение баланса мощностей тна
Общий вид уравнения баланса мощностей ТНА представляется следующим выражением
где
– мощность и кпд турбины ТНА, соответственно;
– мощность и кпд насоса, соответственно;
– число насосов, совмещенных с турбиной.
В выбранной схеме ЖРД ТНА включает в себя две турбины, обеспечивающие работу насосов окислителя и горючего, соответственно. Следовательно, уравнение баланса мощностей ТНА составляется для магистрали окислителя и горючего раздельно.
Для магистрали окислителя
Для магистрали горючего
В уравнениях представлены величины
удельная работа турбины
массовый секундный расход компонентов через окислительный и восстановительный газогенератор соответственно
кпд турбины
действительная удельная работа насосов горючего (кпд насоса горючего
)
массовый секундный расход горючего, подаваемого в газогенератор
действительная удельная работа насоса окислителя (кпд насоса окислителя
)
массовый секундный расход окислителя, подаваемого в головку камеры ЖРД
массовый секундный расход окислителя, подаваемого в газогенератор
Из уравнений баланса мощностей ТНА определяется неизвестные величины – давление в окислительном и восстановительном газогенераторе соответственно.
Для магистрали окислителя
Решив
уравнение относительно
,
давление в окислительном газогенераторе
равно
Для магистрали горючего
Решив
уравнение относительно
,
давление в восстановительном газогенераторе
равно
При известных определяется
давление на выходе из насоса по магистрали горючего, подаваемого в газогенератор
давление на выходе из насоса по магистрали горючего, подаваемого в газогенератор
давление на входе в турбину по магистрали окислителя
давление на входе в турбину по магистрали горючего
