Программа курса ТРП-1998 г. (Документы курса), страница 2

Лекция 18. Основы теории горения. Особенности горения в к. с. ЖРД. История развития современной теории горения. Роль отечественных и зарубежных ученых в развитии современной теории горения. Основные положения химической кинетики. Скорость и механизм протекания химических реакций.

Лекция 19. Диффузионное и кинетическое горение. Методы определения коэффициентов переноса (диффузия, вязкость, теплопроводность). Факторы, влияющие на характер горения. Механизм распространения фронта пламени в однородной смеси при ламинарном и турбулентном течении.

Лекция 20. Основы теории гетерогенного горения. Пути повышения эффективности рабочего процесса в к. с. современных ракетных двигателей (схемы "газ-жидкость", "газ-газ"). Оптимизация методов организации рабочего процесса в ЖРД на основе расчета их характеристик с использованием ЭВМ.

Лекция 21. Особенности горения порошкообразных металлических горючих.

Лекция 22. Основы теории расчета характеристик воспламенения и горения ПМГ.

III. Неустойчивость рабочего процесса в ЖРД - 14 ч.

Лекция 23. Общие сведения. Классификация неустойчивых режимов. Качественный механизм возбуждения колебаний, связанных с рабочим процессом в к. с. ЖРД и конструкцией всего летательного аппарата.

Лекция 24. Низкочастотная неустойчивость (НЧН). Механизм возникновения НЧН. Зависимость частоты и амплитуды колебаний, а также положения порога устойчивости от длины к. с., времени пребывания и преобразования топлива, коэффициента избытка окислителя и др..

Лекция 25. Теория НЧН работы однокомпонентного ЖРД без учета и с учетом влияния длины трубопроводов.

Лекция 26. Построение границ устойчивости рабочего процесса ЖРД на основе использования результатов расчета на ЭВМ.

Лекция 27. Теория НЧН работы двухкомпонентного ЖРД. Построение границ устойчивости. Методы и пути борьбы с НЧН.

Лекция 28. Высокочастотная неустойчивость (ВЧН). Физические основы высокочастотных (акустических) колебаний в к. с. ЖРД. Особенности продольных и поперечных колебаний (тангенциальных, радиальных) высокочастотных колебаний.

Лекция 29. Зависимость частоты и амплитуды продольных колебаний от давления в к. с., рода топлива, приведенной длины к. с., времени преобразования топлива, перепада давления на форсуночной головке, формы докритической части сопла и форсуночной головки и др.. Методы и пути борьбы с ВЧН.

IV. Краткие сведения о топливах, рабочих телах и рабочих процессах в других типах РД - 12 ч.

Лекция 30. Ракетные двигатели твердого топлива (РДТТ). Двухосновные (баллиститные) и смесевые твердые ракетные топлива (ТРТ). Их. состав, свойства.

Лекция 31. Требования, предъявляемые к ТРТ. Энергетические характеристики ТРТ и пути их повышения. Заряды ТРТ, технология их получения и особенности использования в РДТТ.

Лекция 32. Особенности протекания рабочего процесса в РДТТ. Закономерности горения ТРТ. Зависимости Uгор=f(p_k, T_o и др.).

Лекция 33. Гидрореактивные двигатели (ГРД). Гидрореагирующие топлива (ГРТ), особенности их составов. Свойства и требования, предъявляемые к ГРТ. Металлы, применяемые в ГРТ.

Лекция 34. Специфические особенности ГРТ, применяемых в ГРД с затурбинным эжектором. Теоретические модели процессов воспламенения и горения металлических горючих в ГРД.

Лабораторные работы - 17 ч.

1. Определение характеристик химического воспламенения - 4 ч.

2. Определение энергетических характеристик ракетных топлив (Н_т) - 3 ч.

3. Определение характеристик горения ТРТ - 6 ч.

4. Определение характеристик неустойчивого рабочего процесса ЖРД - 4 ч.

Семинары - 17 ч.

а) Расчет характеристик ракетных топлив (k_o, , _т, I_п, Н_т и др.) - 6 ч.

Решение устных ("игры") и числовых задач.

б) Расчет характеристик различных этапов рабочего процесса РД (смесеобразование, воспламенение, горение и др.) - 6 ч.

Решение устных ("игры") и числовых задач.

в) Расчет характеристик неустойчивости рабочего процесса (A, f, T, порог устойчивости) - 5 ч.

Решение устных ("игры") и числовых задач.

Внеаудиторная самостоятельная работа - 60 ч.

а) Семестровое домашнее задание "Расчет характеристик испарения жидкого компонента ракетного топлива" - 25 ч.

Домашнее задание предусматривает определение зависимостей T_k=f(), d_k=f(), w_k= f(), w_газ= f() и полного времени испарения капли (_исп) компонента топлива при соответствующих параметрах в к. с. ЖРД.

Выдача - 5 неделя. Сдача - 11 неделя 8 семестра.

б) Самостоятельное изучение разделов дисциплины - 35 ч.

Раздел 1. Топлива РД - 6ч.

Раздел 2. а) Процессы смесеобразования - 6 ч.

б) Особенности горения порошкообразного металлического горючего (ПМГ). Основы теории расчета характеристик воспламенения и горения ПМГ - 10 ч.

Раздел 3. Теория НЧН двухкомпонентного ЖРД с учетом инерционности системы подачи - 3 ч.

Раздел 4. Топлива, рабочие тела, основы организации рабочего процесса в РДТТ, ГРД, ЯРД - 10 ч.

Контроль самостоятельной работы в течение всего семестра осуществляется путем проведения рубежного контроля в виде контрольных работ.

Литература для выполнения самостоятельной работы студентов

1. Учебное пособие по курсу "Теория рабочих процессов ДЛА" (Демидов В.И., Сухов А.В., Щербаков А.А., - РИО МВТУ, 1983 г.).

2. Общие сведения о топливах ДЛА. Учебное пособие (Демидов В.И., Сухов А.В., Щербаков А.А., - РИО МВТУ, 1984 г.).

3. Сборник задач по теории и проектированию двигателей Д1 (Буркаль-цев В.А., Демидов В.И., Сухов А.В., - РИО МВТУ, 1982 г.).

4. Сухов А.В. Порошкообразные металлические горючие. Учебное пособие, под. ред. Кудрявцева В.М., Издательство МГТУ, 1989 г.

5. Сборник задач по основам теории и расчета ДЛА (Дорофеев А.А., Леонтьев Н.И., Сухов А.В., Чернухин В.А., Издательство КБ ХМ, 1990 г.).

6. Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу "Теория рабочих процессов Д1". Сухов А.В., Воронецкий А.В., Шпара А.П., Пеньков С.Н., Чугунов Б.Н., РИО МВТУ, 1979 г.).

7. Сухов А.В. Методические указания к выполнению лабораторных работ "Исследования характеристик воспламенения и горения металлов" по курсу "Теория рабочих процессов ДЛА", 1984 г.

8. Методические указания к выполнению домашнего задания по курсу "Теория рабочих процессов Д1". Расчет характеристик испарения жидких топлив (Сухов А.В., Богайсков В.П., Павлов Д.Г., РИО МВТУ, 1988 г.).

9. Программа для ЭВМ (фонд МГТУ) "Испар" (Сухов А.В., Павлов Д.Г.).

10. Сборник задач и вопросов по основам теории и расчета ракетных двигателей ЦНИИНТИ КПК, 1995 г. (Дорофеев А.А., Кудрявцев В.М., Волков В.Т. и др.).

Выполнение программы данного курса предусматривает использование технических средств обучения. Основная роль при этом отводится освоению основ автоматизированного проектирования к. с. ДУ путем определения оптимальных условий организации процесса смесеобразования (распыливание, испарение, смешение) и процессов воспламенения и горения, а также систематическому контролю работы студентов в течение всего учебного года с помощью ЭВМ и машин-экзаменаторов (рубежный контроль, защита лабораторных работ и домашних заданий, рейтинг, зачет).

Кроме того предусмотрено использование ЭВМ при выполнении лабораторных работ и домашних заданий.

Учебно-методические материалы по дисциплине

Литература

Основная:

1. Основы теории и расчета ЖРД. Учебник (Васильев А.П., Кудрявцев В.М., Поляев В.М. и др., под ред. Кудрявцева В.М., - М., Высшая школа, 1983 г.).

2. Франк-Каменецкий Д.А.. Диффузия и теплопередача в химической кинетике - М., Наука, 1987 г.

3. Сарнер С. Химия ракетных топлив. Пер. с англ., - Химия, 1969 г.

4. Махин В.А. Динамика ЖРД, 1969 г.

Дополнительная:

1. Щетинков Е.С. Физика горения газов, 1966 г.

2. Штехер М.С. Топлива и рабочие тела ЖРД, 1976 г.

3. Мошкин Е.К. Нестационарные режимы. ЖРД. 1970 г.

4. Под ред. Харрье Д.Т. и Гирдона Ф.Г. Неустойчивость горения в ЖРД, пер. с англ., 1975 г.

5. Алемасов В.Е. и др. Теория ракетных двигателей, 1969 г., 1980 г..

Программа составлена

д.т.н., профессором А.В. Суховым

Принята и одобрена на заседании

УМК кафедры кафедры Э1.

Председатель УМК, к.т.н. доцент В.А.Гостев

Обсуждена и одобрена на заседании

кафедры кафедры Э1.

Заведующий кафедрой Э1, д.т.н., профессор А. И. Бабкин

«____»_____________1998г

Рассмотрена и одобрена на заседании

УМК факультета «Энергомашиностроение».

Председатель УМК, д.т.н., профессор В. И. Епифанова

«____»_____________1998г

Руководитель НУК «Э», д.т.н., профессор К. Е. Демихов

«____»_____________1998г

Начальник методического отдела

МГТУ.им Н.Э.Баумана, к.т.н., доцент Н.В. Васильев

«____»_____________1998г