Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 56
Текст из файла (страница 56)
Установлено, что гуал стога решетки шнека т = да должна составлять !,5 — 2,5, -Р—,'- Осевая длина шнека ~ = т,~, згп ргш (6.59) где ~„л — угол наклона лопатки шнека, определяемый изтреугольников скоростей с учетом угла атаки. Суммарный теоретический напор насосного агрегата, состоягцего из шнекового преднагоса и центробежного колеса, составит Нтт = Нт, ш + Нт. ч Учитывая закрутку потока на входе в центробежное колесо, получим но т.ч ~, Н т. ш Следовательно, ха сеи" а Таким образом, параметры, пгхтребиьге для выхода из центро- бежного колеса, должны рассчятываться по полному напору, т, е. без учета напора, создаваемого шнеком.
Действительный напор составит Нх= — -Н,хб„х, где тп — гидравлический КПД всего агрегата Гидравлический КПД агрегата может быть без существен- ной ошибки принят равным гидравлическому КГ1Д центро- бежного насоса. Основанием для этого служит то, что напор центробежного насоса значггтельно больше напора, создаЯм ваемого шнеком. Обычно величина — составляет пример- Нн но !0%. Рис. 6.36. Схема применения струйного насоса ллн обеспен оня бегханнгапноннол рабогы центробежного колеса 297 й 6.9.
стРуиные нАсОсы Применение струйных аппаратов в ЖРД В ряде областей техники применяются ус~ройства, называемые струйныхги аппаратами, В этих устройствах смешиваются два потока газа или жидкости и образуется смешанный поток, давление в котором является некоторым средним между давлениями потоков, входящих в аппарат. Струйные аппараты весьма разнообразны, они разлпчаются по роду рабочего тела и степени повышения давления в насосе.
Среди них выделяют: ~ яз бака — стРУйные насосы, представляющие собой струйные аппараты, в которых оба рабочих тела несжимаемы, т. е. оба потока образованы жидкостями; — инжекторы и эжекторы -- струйные б халеду аппараты, в которых оба потока, входящие в аппарат, нли хотя бы один из них, представляют собой упругую среду, т. е.
газ или пар. При этом инжектором называют струйный аппарат с небольшой степенью сжатия, а эжектором — аппарат, в котором давление сжимаемого потока повышается значительно. При еденная классификация взята по ~46). Эгз классификация еще не установлена окончательно и не является общепринятой. В некоторых источниках струйные насосы называются и инжекторами и зжекторами.
Однако мы в дальнейшем будем придерживаться приведенных определений. На рис, 6.36 изображена схема применения в 7КРД струйного аппарата для повышения давления рабочего тела перед входом его в центробежный насос. В данном случае оба потоки, смешивающпеся в пасоса, образованы компонентами топлива, т, е. жидкос1ью. Слсловательпо, сгр>йпый «ппарат, и~ пользусмый в 7КРД по схеме (рпс. 6.36), относится кструйпым насосам. Поток высокого давления поступает в струйный насос из напорного трубопровода центробежного насоса.
Это снижает объемный КПД последнего, так как при данной схеме расход через центросзежяое колесо должен быть больше расхода в двигатель на величину подачи жидкости в струйный насос, Однако, с другой стороны, при последовательном включении струйного и центробежного насосов перед центробежным колесом создается избыточное давление, что предохраняет его от кавитации даже при 'шачительных числах оборотов. Струйный насос включается в один агрегат вместе с центробежным (рпс.
6.36), для того чтобы создать условие бескавнтацпопной работы центробежного колеса (аналогично шнековым преднасосам). Давление в струйном насосе при «том должно быть поднято па несколько атмосфер. Совершенно иная схема применения ~ груйпого насоса в системе подачи топлива в хКРД показана па рпс. 6.37. Данная счзстема подачи относится к числу насосных, однако опа пе имеет нн центробежных насосов. пп турбины для их — привода. Основным и единственным на- сосом па липни подачи каждого компот пента топлива является струйный аппарат, работаю~пий в данном случае посхеме эжектора.
На схеме показана линия подачи одного из компонентов топлива. Под пеболыпям давлением компонент из бака ( через клапан 2 поступает в зжектор 8. Здесь давление компонента повышается до необходимой величины, и далее компонент направляется в камеру б. Поток высокого давления поступает в Ряс. 6.37. Схема ЖР г з>кектор в виде газа, образу!опгегося в с использованием генераторе 5 либо при сгорании основного топлива, лиоо прп разложении какого.то нестойкого вещества 1например, 2УЬ гидразина). Эжектор выполнен так, что па гго выходе происходит сепарация гязн и жидкости, жидк119 компонент направляется в камеру двигателя, газ — по трубопроводу 4 в топтив11ый бак.
По данным зарубсл ной печати, в экскторс могут быть ОЗДаНЫ ДОВг Л1НО ВЫСОКИЕ ДЯВЛСНИЯ вЂ” — ДО НЕСКОЛЬКИХ ДЕСГП- ков кГ~гхг"-, а вес эжектора будет примерно равен весу гурбонасосного агрегата ЖРД обычной схемы. Единственное достоинство схемы с эжектороч по сравнению со схемой, основанной па применении центробежных насосов, заключается, по-видиз1ому, в некотором упро1цении конструкции элементов подачи топлива, достигаемом за счет того, что вместо турбонасосного агрегата используется более простой по устройству струйный аппарат.
Схема и рабочий процесс струйного пасоса Схема струйного состоит из сопля 1, давления, иатрубка приемной камеры ), 1 д на о а июбрагкоия нл рис. 6.Ж Насте через которос подается поток высокого 2 для подачи потока низкого давления, камеры мещения 4, диффузора 5. сор Рр Рн Рис. а.зв. Схема струйного насоса 299 Поток жидкости высокого давления в дальнейшем будем назьгвать инжектирующим потоком.
Иногда этот поток называют «рабочим», Поток жидкости низкого давления вазы. вают инжектируемым. Все параметры инжектирующего потока будем обозначать индексом сср» (сгр, пр и т. д.), инжектируемого — индексом «н» (Оа, рн и т, д.). Упрощенно рабочий процесс струйного аппарата можно представить следующим образом. В канале сопла 1 скорость иижектирующей жидкости растет, давление падает от рр до р„. На участке а — б струя жидкости, вышедшая нз сопла, расширяется в массе инжек- тируемой ж»щкости, давление на этом участке может быть принято пр»»т»ерио постоянным. Далее следует сужение потока (участок б — к) и давление уменьшается до Рс.
Камера смешения обычно выполняется цилиндрической, и в идеальном случае давление по ее длине не должно меняться. Однако в действительности может наблюдаться некоторое уве,пичение давлениа так, что Рв>рв. Это свлзано с тем, что на входе в камеру (сечение сск — -к») смешение потоков еще пе было закончено, поле скоростей не выровнялось и не установилось'". Выравнивание поля скоростей набл»одается в камере смешения. В основном же давление повышается в диффузоре. Иа выходе из насоса давление сосгавляет величи- нУ Р„иекотоРУю сРедн»ок» междУ высоким давлением Рр и низким давлением Р: Рв<Р <Рр Так»»а» образом, раоота струйного насоса связана с промежуточным преобразованием энергии давления инжектирующей жидкости в ее кинетическую энергию. Инжектпрующая жидкость, выходящая из сопла с большой скоростью, увлекает с собой жидкость низкого давления, в результате чего образуется общий поток, обладающий повышенной скоростью.
В дальнейшем в диффузоре кинетическая энергия этого потока преобразуется в энергию давления. Схема струйного насоса показывает, гго этот насос является очень простым. Однако КПД струйного насоса мал, рабочий процесс в насосе осуществляется с большими потерями. Под КПД струйного насоса понимают отношение энергии жидкости на выходе к энергии жидкости на входе, т. е »»ри С»с= Свы» б= ~вр„+0, »'6.60) Обычно т»=0,! 5 —:0,3.
Очень важной характеристикой струйного насоса является коэффициент инжекции, равный отношению расхода инжектируемой жидкости к расходу инжектирующей жидкости; ~в и= —. бр ' Изменения давления потоков в насосе характеризуются величинами ~Рв Рс Рв »» ~Рр Рр Рс. Перепад давления гхр„показь»воет повышение давления инжектиРУемой жидкости, величина ЛРр опРеделЯет снижение давления инжектирую»цей жидкости. Желательно иметь возможно большие значения коэффициента инжекции и перепада ЛР„. * Это явление особеяао ваметао, когда рабочим телом струйного аппарата является газ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
