Синярев Г.Б., Добровольский М.В. Жидкостные ракетные двигатели. Теория и проектирование, 1957 г. (1240838), страница 100
Текст из файла (страница 100)
При этом их соотношение во избежание получения парогаза недопустимо высокой температуры должно выдерживаться очень точно. Порядок расчета турбонасосного агрегата и парогазогенератора Расчет турбонасосного агрегата и парогазогенератора производится в следующем порядке: !. Определяется число оборотов ТНА. Этот расчет производится на основе расчета максимального числа оборотов насоса, наиболее опасного и отношении кавитацми (см. 5 60).
2, Рассчитываются размеры и мощность насосов подачи компонентов (см. $61). 3. Определяется необходимая мощность турбины У„ равная сумме мощностей насосов подачи компонентов 4. Производится расчет теплоперепада, срабатываемого в турбине. Теоретическая температура и состав парогаза определяются в зависимости от типа парогазогенератора. Зададвшись давлением на входе в турбину р, и выходе из нее рм определяют теплоперепад на турбине П!, в соответствии с формулой (1Х. 146). д! =с (Т,— Т)» а Т,!! — — '1, 1 где Т,— температура входа парогаза в турбину.
При отсутствии охлаждения Т~=Т,, Так как процесс расширения в турбине адиабатический, то 523 Величина теплоемкости парогаза находится в соответствии с формулой теплоемкости для газовой смеси, аналогичной ('ЧП. 38) ср — — ~' ,я,срр где величины срг ккал1кг 'С могут быть взяты из табл. 21. По величине с„можно найти и показатель адиабаты й= — Р.
При этом св се=с,— А~. Величина газовой постоянной смеси находится из соот- ношения 1~=ХЙйы 3 (1Х. 166) где 1сг — газовая постоянная составляющей смеси в кгм/кг ьС. 5, Определяется необходимый расход парогаза 6,,„. Для этого нужно иметь в виду, что теплоперепад является источником работы в турбине. С учетом коэффициента полезного действия турбины ть, работа С, совершаемая турбиной при срабатывании 1 кг парогаза, со- ставит аут Е = — ' т1„кгм/кг, (1Х. 167) а мощность турбины прн срабатывании в 1 сек. бк„.парогаза будет равна 5Пп. г йгтвтбв.
г И,= 75 75А (1Х. 168) откуда 524 О„,= (1Х. 169) пуггп 6. По найденному секундному расходу парогаза рассчитывается парогазогенератор того или иного типа. При этом находятся также секундные расходы компонентов, подаваемых в ПГГ. 7. Задавшись временем работы парогазогенератора,можно определить размеры баков для компонентов, подаваемых в ПГГ (см.
2 54). 8. Зная давление пара на входе в турбину, определяют необходимое давление подачи компонентов (см. 2 54) и рассчитывают агрегаты, создающие давление подачи — баллон и редуктор в случае баллонной подачи, насос — в случае насосной подачи. ПРимер 27. Рассчитать расход пврогввв, необходимый дли привода турбины мощностью 600 л, с. Источник пврогввв — перекись водорода 877е-ной конпентрвпии. Лввленне нв входе в турбину рт=24 ага, нв выходе р,=1,2 ага, к. п. д.
турбины Чт =0,62. Решение: 1. По графику фиг. 205 находим теоретическую температуру пврогвва и его весовой состав. Получаем оп т=653 С' йн,о=0581 дс,0=042. 2. Учитывая тепловые потери коэффициентом потерь, равным 0,92, принимаем температуру на входе в турбину Т, равной ус=092 653=60(ТС=873'абс. 3. Определяем теплоемкость парогаза ср при Тг=бо(Г С, используя формулу (1Х. 165) и данные табл. 22. ср=~ Юсрг=бн,осрн о+Кое,орсо = 0,58 0,526+0,42 0,255 = 0,412 ккал/кг'С. 4. Определяем газовую постоянную парогаза по формуле (1Х.
166). /7=Х Кгус г= ям,осг н,о+ Но,гтсо,= =0,58 47+0,42 26,5=38,4 кглг/кг 'С. 5. Определяем теплоемкость парогаза сс при 600' С и его показатель адиабаты й 38,4 сс=ср — А)7=0,42 — — ' =0,33 ккал/кг 'С; 427 ср 0,42 Ф= — = — '=1,28. с 0,33 6. Определяем теплоперепад ма турбине глз-г '-Я) аут/ СрТг 1 — / — 1 =0,412.873 (Р! I =173,1 ккал/кг. 7.
По формуле (1Х. 169) определяем необходимый расход парогаза: 75ААгт 75 600 бп.г — ' — — 0,981 кг/сск. а/тлт 427 173 1 0 62 9 63. АРМАТУРА СИСТЕМ ПОДАЧИ ЖРД 525 К арматуре системы подачи относятся заборники баков, заира. вечные и сливные пробки, отсечные клапаны„реле давления, разрывные мембраны, трубопроводы. Рассмотрим некоторые основные типы арматуры систем подачи ЖРД. Арматура баков Заборникн типа, изображенного на фиг.
157,а, подвешиваются на гибком сильфоне, изготовленном из меди или (в случае атрее. сивного компонента) из нержавеющей стали, При возникновении по. перечных ускорений при маневре ракеты заборник перемещается вместе с жидкостью, наклоняясь в необходимую сторону вследствие изгиба сильфона. Подвеска заборника сделана так, чтобы |в случае растяжения сильфона силой инерции не могло произойти присасыва. нне заборника к днищу бака. Другой тип заборника, обеспечивающий непрерывную подачу ком понента при маневрах ракеты, показан на фиг.
157,б. Это так пазы Сути Юная утроба Залра5пчная прабиа Фиг. 208. Заправочная и сливная пробки. ! — кпрпуе, у †тарел, 3 †пеп клапане. е †пружи. ваемый вращающийся заборник, посаженный на центральную трубу бака. При действии на жидкость инерционных сил они действуют также и на заборник и поворачивают его вслед за жидкостью. Другие устройства, обеспечивающие непрерывность поступления компонентов, описаны в З 54. На фиг. 208 показаны заправочная и слнвная пробки. Устройство заправочной пробки понятно из фигуры.
После заправки пробка должна контриться. Сливная пробка работает следующим образом. Когда компонент находится под давлением, тарелка 2 давлением компонента и пружи. ны 4 прижимается к седлу клапана 3 и запирает выход компонента. Для слива компонента в баке сбрасывают давление и к штуцеру ! привертывают сливной штуцер (на фиг, 208 не показан), При этом специальный штырь, имеющийся в сливном штуцере, нажимает на тарелку 2 и отжимает ее от седла 3. Образуется щель, через кото- рую компонент сливается из бака. Отсечные и обратные клапаны От с еч н ы е кл а п а н ы предназначены для перекрытия трубопроводов. Открывая и закрывая их, можно управлять подачей жидко стей н газов.
Отсечной клапан состоит из седла, клапана, перекрывающего трубопровод, и привода этого клапана. При выборе размера отсечного клапана исходят из того, что диаметр клапана должен быть равен диаметру соответствующего трубопровода в свету. При этом подъем клапана можно не делать больше '/4 его диаметра. Определение усилия, необходимого для надежного закрытия клапана, производится из расчета клапана на герметичность (см. ,э' 57). В качестве материала уплотняющих вставок в зависимости от компонента могут применяться пластмассы и мягкие металлы.
Иногда, особенно для уплотнения агрессивных жидкостей, применяются клапаны, пришлифованные к седлам. Усилие, необходимое для закрытия или открытия клапана, в отсечных клапанах ЖРД может быть создано за счет электромагнита или за счет сервопоршня (пневматического или гидравлического), нагруженного управляющим давлением. Из-за большого расхода электрического тока отсечные клапаны с электромагнитным приводом делаются только для трубопроводов малых размеров. Для трубопроводов больших диаметров обычно применяются клапаны с сервопоршнями.
По конструкции клапаны могут быть нормально закрытые и нормально открытые. Под этим подразумевается следующее: нормально закрытый клапан закрыт, если на него не подано управляющее давление или электрический ток (в зависимости от типа привода). Нормально открытый клапан, наоборот, открыт при отсутствии управляющего давления или электрического тока и закрывается с их подачей. На фиг. 209 изображен отсечной клапан с электромагнитным приводом. Такой клапан часто называют ПКЭДД (пневмоклапап электрический дистанционного действия). Он состоит из корпуса, в который ввернут входной штуцер 1, подводящий к клапану соокветствующий компонент.
Давление компонента вместе с усилием пру'жины 2 поднимает вверх нижний клапан 3. При этом уплатняющий поясок 4 клапана садится на седло и надежно запирает выход компонента. Одновременно посредством штока Б поднимается верхний клапан б, который сообщает выходной штуцер 7 и идущую за ним систему трубопроводов с атмосферой через дренажное отверстие 8. Для включения подачи компонента ток подается в обмотку катушки электромагнита 9. При этом якорь 10 притягивается к ярму 11, и через шток !2 усилие пере- 527 дается на верхний клапан б, который, опускаясь на овсе седло, разобщает линию подачи компонента с дренажным отверстием 8.
Одновременно при помощи штока б нижний клапан 4 опускается и открывает доступ компонента в выходной штуцер, а затем в со- Фиг, 209. Отсечной клапан с влектромагнитнмм приводом. 1-входной штуцер, 2 — пружина, б-нижний клапан, и — уплотняющнй поясок, б †шт, б †верхн платан. 1 †выходн штуцер, б †дрен, У вЂ электромагн, 10 †яко. и †яр электромагнита, !2 †шт. ответствующую магистраль, Выключение тока из катушки электромагнита приводит клапан в исходное положение. Обычно такой электромагнитный клапан с дренажем используется, как клапан подачи газа для управления сервопоршнями других клапанов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
