Главная » Просмотр файлов » Динамические процессы в ЖРД

Динамические процессы в ЖРД (1049221), страница 20

Файл №1049221 Динамические процессы в ЖРД (Динамические процессы в ЖРД) 20 страницаДинамические процессы в ЖРД (1049221) страница 202017-12-27СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 20)

При этом будет наблюдаться глубокое уменьшение расходов компонентов и разгрузка турбины. Описанное аномальноеявление устраняется повышением кавитационных качеств насосов,уменьшением значений массовых коэффициентов bit увеличениемвремени выхода на режим, временным увеличением наддува и другими путями.Для днища и арматуры будем иметь:(2. 340)(2.341)где пга — нагреваемая масса арматуры.Тепло, израсходованное на нагрев жидкости, будет равно:(2.

342)Поскольку масса жидкости У ш достаточно велика, приращениетемпературы жидкости обычно оказывается незначительным.В результате теплообмена наблюдается изменение внутреннейэнергии газа. Учитывая, что количество газа в баке непрерывноизменяется, найдем, что(2. 343)§ 9. П Р И Б Л И Ж Е Н Н Ы Й МЕТОД ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕПЛОВЫХ ПОТЕРЬИ КОЛИЧЕСТВА ПАРОВ, КОНДЕНСИРУЮЩИХСЯ В БАКЕИсследование систем наддува баков показало, что теплообменмежду газами, поступающими в бак из аккумулятора, и поверхностями, ограничивающими объем газа, оказывает существенное влияние на процесс вытеснения жидкости.

Кроме изменения тепловогобаланса, учтенного в § 4 введением производных Qa и Qs, в некоторых случаях наблюдается уменьшение количества газа в полостибака, примыкающей к зеркалу жидкости, вследствие конденсациипаров на холодных поверхностях. Процесс конденсации будет протекать и на поверхности жидкости.Рассмотрим теплообмен без учета конденсации паров.

Подробный расчет может быть произведен при наличии конкретной схемыбака, системы наддува, а также двигателя в целом, и заданныхусловий работы. С целью иллюстрации метода приближенного расчета рассмотрим упрощенную задачу.Газ, поступающий в верхнюю полость бака, при условии, что еготемпература Т выше температуры внутренней поверхности стенкиТс, будет нагревать верхнее днище бака, вытесняемую жидкость,стенки и арматуру, расположенную в баке.

В случае только конвективных тепловых потоков будем иметь:где Y — количество газа в баке в рассматриваемый момент времени;cv — теплоемкость газа.. Уравнения теплового баланса запишутся в следующем виде.Во-первых, количество тепла, отданное поверхности нагрева,равно-повышению теплосодержания нагреваемых масс, следоваТО ГГ Г_ Т 1 Г\(2. 344)(2. 345)(2.346)(2.

347)Во-вторых, количество тепла, полученное нагреваемыми массами, равно изменению внутренней энергии газа:(2. 348)(2. 338)где а, — коэффициент теплопередачи;Si — нагреваемая поверхность.В результате нагрева стенка бака получит тепло(2.339)где Ес — коэффициент, учитывающий разницу между средней температурой стенки и температурой Гс — ее внутренней поверхности;ос — толщина стенки бака;гс —теплоемкость материала стенки бака.162Поверхность днища(2.349)где ед — коэффициент, учитывающий отличие формы днища отплоской;г — радиус бака.Поверхность зеркала жидкостиг(2. 350}Де е ж — коэффициент, учитывающий увеличение поверхности жид-ткости за счет ее неровностей и отклонения вектора полного ускорения полета от направления, совпадающегос осью ракеты.11*163Объем жидкости, вытесненной из бакабудет равен:кмоменту времени t,Температура стенки первого кольца к концу первоговремени составит:периода(2.357)(2.351)Количество газа в баке в рассматриваемый период времени будет равно:где Ож —секундный массовый расход жидкости из бака.Объем, заполняемый газами, составит:(2.

358)(2. 352)Уменьшение температуры газа в баке составит:(2. 359)Поверхность стенки бака(2. 353)где 8С — коэффициент, учитывающий отличие формы бака от цилиндрической;V'n — начальный свободный объем бака.Количество газа в баке в момент времени t, без учета конденсации, будет равно:(2.

354)где рб, Гб —давление и температура газов в баке.Рассмотрим одну из возможных последовательностей расчетатеплообмена между газом и стенкой бака, без учета конденсациина стенках. Разобьем бак по длине на отдельные кольцевые секции,высотой А/ каждая (фиг. 17). Расход жидкости из бака будем считать постоянным. При этом опорожнению каждой секции соответствуют одинаковые промежутки времени At. Расчет ведем по усредненным значениям параметров, предполагая скачкообразное перемещение жидкости в баке.После перемещения жидкости на величину Л/ обнажается внутренняя поверхность первой кольцевой секции, которая будет взаимодействовать с газом в течение At секунд.

Нагрев первого кольцав течение первого промежутка времени характеризуется следующими уравнениями.Тепло, переданное от газа к стенке:(2. 355)где индекс «О» отмечает начало процесса.Для определения приращения температуры стенки имеем:Фиг. 17. Схема, иллюстрирующая теплообмен в баке.Новое значение температуры газа будет:(2. 360)На этом заканчивается расчет нагрева первого кольца в первыйпериод времени.Во второй период времени наблюдается нагрев уже двух колец,однако начальная температура первого верхнего кольца Tlcl вышеначальной температуры 7^ второго кольца, только что появившегося из-под зеркала жидкости.Масса газа, поступившего из генератора за время At, равна:(2.361)(2.

356)164165Масса газа в баке составит:(2. 362)Секундный массовый приток газов из аккумулятора в бак составит:(2. 371)Температура газа в баке в начале второго периода нагрева, придопущении о постоянстве теплоемкости (поскольку в рассматриваемом процессе изменения температуры невелики), будет равна:При проведении опытов, если известен режим работы аккумулятора, т. е. G ( t ) , и газовая постоянная R, то по результатам измерения ре и Тб можно определить количество сконденсировавшихсяпаров по формуле(2.363)(2. 372)Тепло, переданное от газов к первому кольцу, составит:(2. 364)Или, если использовать выражение (2.352), то получим:Тепло, переданное от газа ко второму кольцу, будет равно:(2.

373)(2. 365)Тепло, отданное газом стенке, Qi равно сумме:(2. 366)Секундный массовый приток конденсата в достаточнослучае, когда pG, Т5, Ож и G переменны, составит:общемУменьшение температуры газа в баке будет равно:(2.367)(2.374)Новое значение температуры газа в баке найдем так:(2.

368)Если PG и TQ постоянны, тоДавление в баке будет равно:(2. 375)(2.369)В третий период времени рассчитывается нагрев уже трех колец, причем методика остается аналогичной той, которая рассмотрена выше.Рассмотрим некоторые закономерности, характеризующие образование конденсата. Количество газа в баке в произвольный моментвремени определится по формуле:(2. 370)где GKOH — количество конденсата, образующегося в единицу времени.1.66Появление конденсата возможно в той части пристеночногослоя, где температура газа меньше значения Т8, подсчитанного длязаданного давления в баке. По мере удаления от зеркала жидкоститемпература стенки увеличивается и на расстоянии 18 достигнет величины TC = TS. При перемещении от центра бака к стенке температура газа будет уменьшаться, и на некотором удалении 6s от неедостигнет значения T=TS. Чем дальше (выше) от зеркала жидкости, тем меньше будет 6S.

На расстоянии /s значение 6g=0. Следовательно, объем газа, в котором в рассматриваемый момент времени имеет место конденсация паров, содержащихся в газе, будетравен:(2. 376)167Заметим, что отсчет величины / производится от зеркала жидкости. Уравнение теплового баланса, при наличии конденсации, записывается в следующем виде:(2. 377)Это уравнение может быть представлено следующими двумя выражениями:(2. 378)(2.379)В уравнениях (2.377) и (2. 378) скрытая теплота конденсации г*введена под знак дифференциала, с учетом возможного изменениядавления в баке. Имея в виду выражения (2. 373), (2.

374) и (2. 353)и считая теплоемкость cv = const, получим вместо (2.377):(2. 380)Если расчет вести по периодам времени At и с использованиемпонятия о кольцевых секторах, имеющих длину А/, то при проведении инженерных расчетов можно положить г*=р5 = Тс = 7б = 0.При этом вместо выражения (2.380) будем иметь:(2.381)168Первое слагаемое левой части уравнения (2.381) характеризуетпроизводную от полного количества тепла, содержащегося в газах,заполняющих верхнюю полость бака.

Второе слагаемое характеризует производную от количества тепла, вносимого рабочим телом,поступающим из аккумулятора в бак. Первое слагаемое правойчасти уравнения представляет собой производную от количестватепла, содержащегося в материале стенки.

Последнее слагаемоеравно производной от количества тепла, израсходованного на конденсацию в пристеночном слое.ческих клапанов. Одним из распространенных способов осуществления резкого открытия клапана является применение разрывногоболта.Глава IIIВЗАИМОСВЯЗЬ Д И Н А М И Ч Е С К И Х ПРОЦЕССОВ§ 1. ХАРАКТЕРНЫЕ СХЕМЫ ДВИГАТЕЛЕЙ И ВОЗМОЖНЫЕВАРИАНТЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ ИХ РАБОТЫНа фиг.

18 представлена схемадвигателя с баками,нагруженнымивысокимдавлением. Системапитания такого двигателя называется газобаллонной, или нагруженной.Исследования [2, 3, 43] двигателей, выполненных по рассматриваемой схеме, показали, что относительный вес двигателя (равныйотношению веса конструкции двигателя к весу топлива, сгорающего за время полета ракеты) резко возрастает при увеличениидавления в камере сгорания.

Зависимость относительного весаот давления в камере имеет асимптотический характер: по мереприближения давления в камере к давлению в аккумуляторе относительный вес стремится к бесконечности. В связи с современнойтенденцией к повышению давления в 'камере [2, 22] система питания с нагруженными баками с этой точки зрения не представляется перспективной.Исследования [31, 43] показали также, что относительный весдвигателя мало изменяется с ростом тяги; при увеличении размераракеты, массы полезного груза и дальности полета весовые качества двигателяне улучшаются.

Следовательно,применятьдвигатели, оснащенные системами питания рассматриваемого типа,наиболее целесообразно в стендовых установках, где относительный вес не является критерием, характеризующим качество двигателя, а также в маленьких ракетах, при относительно небольшомдавлении в камере сгорания. Предельные значения тяги и давленияв камере увеличиваются в случае применения боле прочных и легких конструкционных материалов.Запуск двигателя может быть быстрым или медленным, протекать в одну или в несколько ступеней. Для осуществления быстрогоодноступенчатого пуска в гидравлических цепях устанавливаютмембраны, прорываемые с помощью пироклапанов или давлениемкомпонентов, возрастающим при быстром открытии клапанов,установленных перед мембранами. Быстрый выход на марш можнообеспечить и без мембран, путем мгновенного открытия гидравли170Фиг.

Характеристики

Тип файла
PDF-файл
Размер
18,21 Mb
Тип материала
Высшее учебное заведение

Список файлов книги

Свежие статьи
Популярно сейчас
Как Вы думаете, сколько людей до Вас делали точно такое же задание? 99% студентов выполняют точно такие же задания, как и их предшественники год назад. Найдите нужный учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6540
Авторов
на СтудИзбе
300
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее