Овсянников Б.В., Боровский Б.И. - Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей (1049253)
Текст из файла
Б.В,Овсянников БИ Боровский ТЕОРИЯ И РАСЧЕТ АГРЕГАТОВ ПИТАНИЯ ЖИДКОСТНЫХ РАКЕТНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ ТРЕТЪЕ ИЗДАНИЕ, ПЕРЕРАБОТАННОЕ И ДОПОЛНЕННОЕ Допущено Министерством высшего н среднето специального образования СССР в качестве учебника для студентов авиационных специалаиостей высших учебных заведений МОСКВА "МАШИНОСТРОЕНИЕ" 1986 ВБК 39.62 034 УДК 629.7.036.54.063.6: 62!.675.001,2 1075.6) Р е ц е н з е н т В. И. Петров Овсянников Б.
В., Боровский Б. И. 034 Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: Машиностроение, 1986. — 376 с., ил. В перл 1 р. 20 к. В книге приведенм основные положения теории насосов и турбин турбоиасосных агрегатов (ТНА) жидкостных ракетных двигателей (Жрд), а также методы их гидродннамнческога расчета. Рассмотрены основы общей теории лопаточных машин, выведены расчетные соотношения для проектирования праточной части насосов н турбин, обоснован выбор ик основных параметров, дан анализ условий работы ТНА. Книга предназначена для студентов авиационных специальностей вузов, л64Г ББК 39.62 ип.ав 6Т6 © Издательство «Мзшиностроениев, 1966 г ПРЕДИСЛОВИЕ Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД) по сравнению с другими видами тепловых двигателей имеют наилучшие удельные показатели по преобразуемой энергии, массе н размерам.
Одним из наиболее ответственных и напряженных узлов ЖРД является турбонасосный агрегат (ТНА), обеспечивающий подачу топлива в камеру сгорания. Он состоит из насосов и турбины. Для насосов и турбин ЖРД характерны большие окружные скорости, высокие значения удельной работы, агрессивные рабочие тела и, что особенно важно, повышенные требования к кавитационной устойчивости насосов. В настоящей книге рассматриваются вопросы теории и расчета насосов и турбин ЖРД.
В ней последовательно изложены теоретические положения и рекомендации по расчету с алгоритмами и примерами. В связи стем что в ТНА ЖРД применяются лопаточные машины различных видов: осевые насосы и турбины, радиальные (центробежные) насосы, радиальные (центростремительные) турбины, один ,из основных разделов книги посвящен общей теории лопаточных машин (турбомашин), которая изложена в обобщенном виде. Значительное внимание уделено расчету насосов на кавитацию, а также расчету энергетических характеристик насосов. При изложении этих вопросов широко использовались экспериментальные данные.
В качестве основного рассмотрен наиболее типичный для ЖРД шнекоцентробежный насос. Подчеркнуты особенности расчета насосов окислителя и горючего. В книге приведены подробные сведения по выбору и расчету турбин ТНА для двигателей различных схем. В заключительном разделе даны алгоритмы расчета параметров ТНА как элементы системы автоматизированного проектирования двигательных установок и дан анализ условий их работы в системе подачи компонентов.
Системы питания рассмотрены в общем виде и достаточно кратко, так как изучение конкретных их схем и регулирования двигателя является предметом специального курса. Терминология и обозначения приняты в соответствии с ГОСТ 17655 — 80 «Двигатели ракетные жидкостные.
Термины и определения» и с учетом подхода к насосам и турбинам как к лопаточным машинам. Фактические данные приведены на основе отечественных и иностранных публикаций. Примеры имеют методический характер и не относятся к какому-либо конкретному двигателю. 3 Рекомендации по проектированию ТНА ЖРД, изложенные в книге, можно широко использовать при разработке насосов и турбин в различных отраслях промышленности. Ввиду того, что в ряде вузов сокращен курс по теории и расчету ТНА, часть материала напечатана петитом.
Для облегчения самостоятельной работы студентов книга разбита на достаточно мелкие разделы, теоретические положения иллюстрируются графическими зависимостями. Разделы 1, 2 написаны Б. В. Овсянниковым, остальные разделы— Б. В. Овсянниковым и Б. И.
Боровским. Научное редактирование книги выполнено Б. В. Овсянниковым. Книга является третьим изданием учебника <Теория и расчет агрегатов питания жидкостных ракетных двигателей». При подготовке издания были учтены замечания и пожелания, высказанные читателями, и советы преподавателей, ведущих учебный процесс по аналогичным курсам. В третьем издании в отличие от предыдущих существенно переработаны разделы: «Кавитация в насосах», «Осевые насосы», «Отводы насосов»; освещены новые вопросы: удельная мощность, вибронагруженность ТНА; расчеты насоса и турбины представ.тены как элементы системы автоматизированного проектирования двигательной установки с ЖРД; внесены изменения методического характера, например при описании системы КПД, балансов мощностей насосов и турбины. Авторы выражают искреннюю благодарность Н, С.
Ершову, В. А. Целикову, Н. И. Кравчику, В. С. Селифонову за сделанные ими предложения по содержанию книги; В. В. Рамодиной, Е. А. Труфановой, Л. И. Марьиной, С. В. Каширину, Г. Н. Шишлянниковой за помощь при подготовке книги к переизданию и В. И. Петрову за ценные замечания, высказанные при рецензировании книги. Все замечания по существу изложенных вопросов и методике изложения следует направлять по адресу: 107076, Москва, Б-76, Стромынский пер., 4, издательство «Машиностроением УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ а — скорость звука 6 — ширина решетки лопаточной машины (насоса, турбины) с — абсолютная скорость движения жидкости газа С вЂ” кавитацнонный коэффициент быстроходности О, д — диаметр Р, )' — площадь д — ускорение свободного падения Ь вЂ” высота Н вЂ” напор Й вЂ” коэффициент напора ~ — угол атаки, энтальпия й, — коэффициент влияния конечного числа лопаток 1, — удельная работа; уменьшение энергии жидкости, газа Š— коэффициент работы т — массовый расход жидкости или газа и, — коэффициент быстроходности М вЂ” мощность р — давление д — расходный параметр к, г — радиус )т — газовая постоянная Т вЂ” температура 1 — шаг и — окружная скорость о — удельный объем Р— объемный расход жидкости или газа ш — относительная скорость г — число лопаток; число ступеней турбины, насоса е — степень парциальности (степень впуска) ь — коэффициент потерь Л вЂ” КПД т — коэффициент кинематической вязкости жидкости $ — коэффициент местных сопротивлений р — плотность жидкости, газа; степень реактивности о — коэффициент полного давления ы — угловая скорость Индексы ад— вн— вт— вх— вых— г— д— кав— кр— мех— ив ив пол— Р с— ср— срв— т— тр— У Ш— адиабатный внутренний втулка входной выходной гидравлический дисковый кавитацианный критический механический насос периферийный политропный расчетный, расходный сопловой аппарат сборника насоса средний срывной теоретический, турбина трение уплотнение, утечка шнек меридиональные составляющие скоростей и проекции сече- ний радиальные скорости окружная составляющая скоростей, параметры на окружно- сти колеса турбины осевые составляющие скоростей, моменты относительно оси г и т.
п. параметры, определенные исходя из предположения, что число лопаток бесконечно большое 1. ТРЕБОВАНИЯ К НАСОСАМ И ТУРБИНАМ Е!. ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ СИСТЕМ ПОДАЧИ КОМПОНЕНТОВ ЖРД вЂ” двигатель, предназначенный для создания тяги при кратковременном действии. Обычно время его работы измеряется секундами или минутами. В ЖРД используются топлива, состоящие из жидких компонентов — жидкий окислитель и жидкое горючее, или однакомпоиентные топлива. Массовый расход топлива составляет килограммы и тысячи килограммов в секунду. Значение массового расхода топлива определяется тягой и удельным импульсом двигателя: т = Р/7~, (1.1) где и — массовый расход топлива ЖРД, кг/с, определяемый суммой массовых расходов компонентов — окислителя т,„и горючего т„: т = т,„+ т„; (1.2) Р— тяга, Н; 7т — удельный импульс, м/с.
Удельный импульс ЖРД в зависимости от выбранных компонентов находится обычно в пределах 2500 ... 4500 м!с. Оценим приближенно расход топлива в ЖРД. Если принять 7 = 3300 м/с, ! У то на каждые 10 кН тяги потребуется 3 кг с расхода топлива. Массовый расход каждого из компонентов можно определить по суммарному расходу топлива и выбранному значению соотношения компонентов Кт = гпокl~г. С помощью формул (1.2) и (1.3) получим й „= К т~(!+К ); (! .4) т„= т7(!+К ).
(1.5) Как правило, К больше единицы (обычно К = 2 ... 6), т. е. массовый расход окислителя и,„ больше расхода горючего и,. Объемный расход компонента находят по массовому расходу и плотности: 'г',„= ш,„1р,„; (1.6) 1'„= т„(р„, (1.7) где Уо„и ӄ— соответственно объемные расходы окислителя и гоРючего; р,„и р„— плотности окислителя и горючего. 7 Обычно плотность окислителя (производные азотной кислоть1, жидкий кислород и пр.) болыпе, чем плотность горючего (керосин, спирты и пр.), поэтому разница в объемных расходах окислителя и горючего меньше, чем разница в их массовых расходах. Объемные расходы компонентов составляют тысячные и сотые доли кубических метров в секунду для двигателей с умеренной тягой (до ЗОО кН) и десятые доли кубических метров в секунду для двигателей с большей тягой.
Характеристики
Тип файла DJVU
Этот формат был создан для хранения отсканированных страниц книг в большом количестве. DJVU отлично справился с поставленной задачей, но увеличение места на всех устройствах позволили использовать вместо этого формата всё тот же PDF, хоть PDF занимает заметно больше места.
Даже здесь на студизбе мы конвертируем все файлы DJVU в PDF, чтобы Вам не пришлось думать о том, какой программой открыть ту или иную книгу.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
