Word_part (Готовый курсовой проект 7), страница 4

где q_сум и F - суммарный тепловой поток и площадь поверхности стенки i - го участка камеры двигателя;

G_охл - расход охладителя;

Т_вх и Т_вых - температура входа и выхода охладителя;

С_ср - средняя теплоемкость охладителя, взятая при температуре

Из уравнения (4.1) определяем

(4.2)

Температуру входа охладителя Т_вх считаем равной наибольшей возможной температуре окружающей среды, при которой предполагается эксплуатация ЖРД. Достаточность количества охладителя определяется условием Т_вых<T_s, где Т_s - температура кипения охладителя при давлении на выходе из охлаждающего тракта. Если Т_вых больше T_s, то необходимо либо охлаждать двумя компонентами, либо уменьшить суммарный тепловой поток в стенку путем усиления внутреннего охлаждения.

1. Определяем подогрев охладителя и среднюю температуру охладителя на каждом участке. При известной температуре входа охладителя подогрев его определяется из уравнения баланса тепла на участке

(4.3)

где С_i - средняя теплоемкость охладителя на i-м участке. Отсюда

(4.4)

Температуру охладителя на участке Т_ж.i - определяем как среднюю :

(4.5)

1. Определяем коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости на каждом участке.

2. Определяем температуру стенки со стороны жидкости для каждого участка. Согласно уравнению

(4.6)

где _ж - коэффициент теплоотдачи от стенки к жидкости, определенный для данной формы охлаждающего тракта, т. е. _ж, _ж.р, _ж.тр.

1. Определяем температуру стенки со стороны газа. Согласно уравнению теплопроводности

откуда

(4.6)

где _ст - толщина внутренней стенки камеры сгорания и сопла;

- теплопроводность материала стенки при средней температуре стенки.

1. Проверяем совпадение заданной температуры стенки со стороны газа с , полученной по формуле (4.6).

Если расхождение значений Т_г.ст более чем на 5%, задаемся новым распределением Т_г.ст промежуточным между заданным в первом приближении и полученным (но наиболее близким к последнему) и расчет, начиная с пункта 3, проводиться снова. Если значение Т_г.ст на каком либо участке превышает максимально допустимое для данного материала, необходимо либо уменьшить толщину стенки, либо улучшить теплосъем от стенки к жидкости. Если это не возможно, необходимо уменьшить тепловые потоки q_сум за счет усиления внутреннего охлаждения.

Весь расчет проведен с помощью программного комплекса «Holod3». Результаты расчета приведены в приложении 3 и на рисунке 4.1.

Литература

1. Гахун Г. Г., Баулин В. И., Володин В. А., Конструкция и проектирование жидкостных ракетных двигателей: Учебник для студентов вузов по специальности «Авиационные двигателя и энергетические установки»; -М. Машиностроение, 1989.

2. Добровольский М. В., Жидкостные ракетные двигатели; -М., Машиностроение, 1968.

3. Основы теории и расчета жидкостных ракетных двигателей, под ред. Кудрявцева В. М., -М., Высшая школа, 1993.

Приложение 4. Пневмогидравлическая схема двигателя.

1. - бак горючего

2. - бак окислителя

3. - турбонасосный агрегат

4. - жидкостной газогенератор

5. - блок многоразового запуска

6. - камера двигателя

7. - механический редуктор бустерного насосного агрегата горючего

8. - механический редуктор бустерного насосного агрегата окислителя

9. - РКО

10. - клапан окислителя

11. - РКГ

12. - гидравлический клапан горючего

13. - электропневматический клапан

14. - редуктор

15. - электропневматический клапан

16.- клапан сброса

17. 37, 43, 49. - сигнализаторы давления

18. - датчик расхода окислителя

19. - турбина БТНА горючего

20, 32, 39, 45, 52, 54, 55, 56, 60, 70, 75 - дроссельные шайбы

21. - центробежный насос горючего

22. - турбина БТНА окислителя

23, 24. - пневматические клапаны

25, 26, 27, 28. - электропневматический клапан

29, 47, 51, 76.- фильтр

30, 31, 33, 35, 44, 58, 80, 85, 86, 91.- обратный клапан

34, 57.- пакет жиклеров

36 - центробежный насос БТНА окислителя

38. - клапан тройник

40. - газодинамическое сопло

41. - пусковая форсунка

46. - датчик ограничения давления в камере

48. - стабилизатор расхода

50. - электропневматический клапан

53. - клапан сброса

59. - центробежный насос БТНА горючего

62, 64. - приборы ТС - 36,37

63. - датчик расхода горючего

65, 69, 77. - электропривод

66. - сопло крена

67, 73. - теплообменник

68. - дроссель системы РСК

71. - центробежный насос окислителя

72. - турбина основного ТНА

74. - клапан продувки камеры

75. - заправочная горловина

78. - регулятор тяги

79. - эжектор

81, 82. - пневматический клапан

83, 84. - обратный клапан

87, 88. - пиротехнический клапан

89, 90. - баки блока многоразового запуска

92. - электромагнитный клапан