Жидкостные ракетные двигатели Волков Е.Б. Головков Л.Г. Сырицын Т.А. (1014157), страница 73
Текст из файла (страница 73)
Для моментов времени х=0 и х вес газа в баллоне может быть определен по уравнению состояния: р,)Р„= ),КТ;, р(Р„= ЕУ~Т, Откуда ппоросо 'о= Х!Р,~1 !" ') ' го ! Поскольку Уа представляет собой объемный секундный расход кидкости из бака, то произведение )Рата есть объем вытесняемой жидкости Ук;, и поэтоз<у ппо Иоо 18.18) Видно, что потребный запас газа в баллоне Уо прямо пр !- порционалеи давлени<о наддува ра, обь<му вытесняемой жидкости )<и, и о<<ратно пропорционален газовой постоянной и начальной температуре газа.
Чтобы уменьшить Уо, целесообразн! также увеличивать начальное давление в баллоне ро п расходовать газ до возможно меньшего конечного давления р, Последнее ооьшно выбирают не ниже удвоенного давл<'иия в баке, чтобы обе<.печить сверхкритпческий режим истечения газа из баллона и тем самым сделать его расход не зависящим от давления в баке. Усиление теплообмена с окружающей средой (ух<еньгиение и) уменьшает потребный запас газа. Поэтому Уо достигает минимума при расширении газа, близком к изотермическому (п=1).
В реальных условиях величина и зависит от многих факторов н может меняться для одной и той жг системы наддува Клоке в процг«се одного запуска. При проектировании сисгемы наддува и о!туге!вин надежных опытных даши,<х целесообразно рассчитывать Уо с запасом, прпппмач показатель политропы равным показателю адиабать! 1т. е. полагая п=-й). Дальнейший расчет газового аккумулятора сводится к тому, чгобы определить обьем баллона )Р„его размеры и толщину стенок. Для расчета об ьема используется уравнение состояния, из которого следует, что )<'о =- — ' — "-, 1 оР~о Ро Наибольшее распространение получила сферическая форма баллонов, как наил!'<н<ая <ю весовой характеристике.
Иногда применяются более удобные в компоновке, но более тяжелые, торовые баллоны и цилиндрические баллоны со сферическими днищами После того как установлен )<о и выбрана форма баллона, определение его размеров и толщины стенок производится по общеизвестным зависимостям. 394 Особенности расчета порохового н жидкостного аккумулято- ров давлении В сищемах наддува с ПЛД рабочее тело, необходимое для повьпцсния давления в баках, генерируется сжиганием заряда твердого топлива, а в систечах наддува с ЖЛД— сжиганием жидкого двухкомпонентного топлива. Продукгы сгорания твердого и жидкого топлива имеют высокую температур)с Вс>>едствнс этОГО между 'ннмн и с>синани Овнов происхотцт н>пснснвный тснлооб.>Он (в,-у> ц), Кроме того, продукты >поранив хнмнщгкп активны н могут взаимодействовать г комю>нсптамп топлива (са аэ!>).
Следовательно, в основном уравнении систем наддува членамп е, и г>> прснсбрс>а>ь уже нельзя. Однако аналитически Определить эти члены очень трудно, так как процессы в баках являются неустановив>нимпся и зависят от множества факторов. Поэтому для расчета ПЛД и ЖЛД применяют методы, базиру>ощнсся на использовании Опытных данных. Основу этих методов составляет посылка о том, что необходимый секундный прпток газа в баки может быть определен по формуле, аналою>чной выражению (8.(5)> (7 Ра>>а а 777 в котоРой 7>а и ))з известны (заданы), а паРаметРы газа в бакс (77 и Т) переменны и зависят от интенсивности теплосбмсна и химических реакций в баках. Таким образом, расчет величин г, и е> заменяется определением работоопособности газа >т Т. Задача такого расчета тоже сложна, но она не предусматривает изучения отдельных составля>ощих рабочего процесса ПЛД и ЖЛД; теплообмена с элементамп конструкции и вытесняемыми жидкостями, кинетики взаимодействия продуктов сгорания с компонентамн топлива н т.
д, Требуется знать лищь суммарньш эффект этих явлений, который может быть установлен опытом. Для этого, проводя эксперимент, измеряют >>в, (>а, вес топлива У, сожженного в аккумуляторе давления, и время работы последнего -,. По этим данным определяют Значение работоспособности газа )>>Т, найденное пз опыга, обычно называют эффективным я обознача>от (77Т) „>,. Вгчичина (77Т)аф является функцией всех нарамегров, определяющих протекание физических н химических процессов в сн- 3!)5 стене наддува, и поэтому представляет собой обобщспную величину, вобравщую в себя всю информацию об энергетических эффекгах этдх процессов. Указанный прием весьма прост и удобен для расчетов, но для того, чтобы его использовать, необходимо располагать большим опытным материалом.
1.1ель расчета ПЛД вЂ” определить потребную поверхность горения з и толщину горящего свода заряда Х, При горении заряда секундное газообразование составляет О„=-- ьну,, где и и у,— скорость горения и удельный вес твердого топ. лина. Отсюд~ 0 рлг'6 Я = ~~ — ' = Ф . ит~ (ь:г) ф'т где <р=1,10 —:1,!5 — коэффициент запаса, который у штывает необходимость стравливания газа через клапаны, обеспечивающие постоянство давления в баках. Ориентировочное значение ЯТ)аа для порохов на трудно- летучих растворителях составляет 25000 — 30000 кГм(к?;. Толщина горящего свода Г.
определяется зависимостью ь =их„, где та — время работы ПЛД. Ввиду того что скорость гореняя твердых топлив обычно зависит от температуры заряда, при расчете величины з значение и должно выбираться минимальным (соответствовать температуре, минимальной по условиям эксплуатапии ПЛД). При расчете же величины 1- значение и, наоборот, должно выбираться максимальным, т. е. соответствовать максимальной температуре, при которой может эксплуатироваться ПЛД. Расчет ЖЛД сводится к определению расхода топлива и соотношения между его компонентами для каждого из реак.
торов, устанавливаемых непосредственно в баках с вытесняемыми жидкостями. При этом с целью устранения химического взаимодействия продуктов сгорания )КАД с компонентамн топлива бак горючего наддувают восстановительным газом (ак, (~1), а бак окислителя — — окислитсльным газом (аа „.~~1). 1!отребпые избытки окислителя в реакторах баков горючего и окислителя (аа „и аа „;) устанавливаются .по предель. но допустимой температуре продуктов сгорания. 395 Чтобы найти расходы топлива в реакторы %АД (О, „и ст „), используется тот же прием, что и при расчете ПАД, т.
е. понятие об «эффективной» работоспособности газа: ям~ м О««п = г ( «~ )мы где ) — индекс компонента топлива (окислителя или горючего). Значения ЯТ)„,» г опредсляюгся экспериментально. Ориентировочное значение (ЙТ),„~ для самовогпламеняюшихся топлив на основе азотной кислоты равно 20000— 25000 кТл)кТ. Дальнейший расчет реакторов )КАД совершенно аналогичен расчету двухкомпонентных ~КГГ ( типа.
глз игл ярк тИй ХАРАКТЕРИСТ И К И, РЕГУЛ И РОВАН ИЕ И НАДЕЖНОСТЬ ЖРД ГЛ АВА 1Х СТАТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ДВИГАТЕЛЪНЪ|Х УСТАНОВОК 5 9.1. РЕЖИМ РАБОТЫ Классификация режимов работы Двигательная установка представляет собой комплекс взаимно связанных агрегатов, в которых происхо:гяг разнообразные процессы. Совокупность физико-химических процессов в агрегатах, в результате которых создается тяга, называется рабочим процессом. Рх Рабочий процесс, протекаюцгий в агрегатах двигательной установки, определяет се состояние или режим работы. Режим работы характеризуется рядом параметров, основными из которых являются тяга, удельная тяга, давление в камере сгорания, т т т, число оборотов и друтие. Двигательная установка Ряс.
9я. Зависимость Р.=Р Рб неза1щсимо от ее назначе- ния и конструкзпвно11 схемы имеет два характерных режима работы: установившийся и пеустаповившийся, Установившимся режимом, работы называется такой ре,кпм, прп котором параметры двигательной установки сохраНяштСя ПОСтпяППЫЗП1 ВО Врсцеип, т. Е. Р(-.) ==СОПЗЕ ПьО = =сонат и т. д, Если нарамсгры двигагельной установки 11зме- няются во времени (Р(с) =маг, ри(т) =уаг н т.
д.), то режим работы нсусганоаившинся. Режимы работы двигательной установки поясно иллюстрировать графиком Р(т) или ри(з), показанным на рнс. 9.1. При анализе этого графика в первую очередь обращает на себя внимание наличие трех периодов работы: два (1, П!) — -неустановившихся и один (П) — установпшпнйся. Режим 1 являешься режимом запуска, при котором параметры двигательной установки изменяются с большой скоростшо.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
