ДЗ_Экология_и_утилизация_ЖРД (1241542), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Рисунок 3 – Содержание компонентов на срезе сопла при разных значениях α (кислород-водород)
Рисунок 4 – Состав ПС на срезе сопла топлива кислород-водород при разных значениях α:
1 – H2O; 2 – H2; 3 – N2; 4 – NH3
Рисунок 5 – Зависимость Tк (1) и (RT)к (2) от α (кислород-водород)
Рисунок 6 – Зависимость Iу.п от α (кислород-водород)
-
Топливо кислород-керосин
С помощью каталогизированного программного комплекса «Астра 4» 5 определен состав ПС на срезе сопла двигателя, а также термодинамические параметры (температура в КС Tк, газовая постоянная в КС Rк, комплекс (RT)к и пустотный удельный импульс Iу.п). Результаты расчета приведены в табл. 3 и на рис. 7–12. Распечатка машинного кода приведена в Прил.
Таблица 3 – Результаты термодинамического расчета (кислород-керосин)
Компонент | Коэффициент избытка окислителя α | |||||||
0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 | |
H2O | 6,79 | 5,00 | 4,57 | 4,51 | 9,24 | 13,25 | 15,03 | 14,91 |
H2 | 23,88 | 22,03 | 19,23 | 16,69 | 10,43 | 4,62 | 1,35 | 0,14 |
NH3 | 1,56·10-4 | 1,02·10-4 | 7,74·10-5 | 6,50·10-5 | 7,58·10-6 | 5,80·10-7 | 3,42·10-8 | 6,70·10-10 |
N2 | 0,14 | 0,16 | 0,18 | 0,19 | 0,20 | 0,21 | 0,22 | 0,22 |
CO | 6,02 | 9,95 | 10,42 | 9,59 | 8,28 | 6,71 | 3,84 | 0,64 |
CO2 | 9,25 | 10,39 | 12,01 | 13,75 | 13,06 | 12,68 | 13,93 | 15,76 |
CH4 | 1,12 | 0,57 | 0,41 | 0,33 | 5,74·10-5 | 6,55·10-9 | 8,60·10-13 | 1,30·10-17 |
k*C | 19,32 | 9,66 | 3,87 | 0,05 | — | — | — | — |
HCN | 1,14·10-7 | 2,07·10-7 | 1,69·10-7 | 1,17·10-7 | 2,54·10-8 | 4,70·10-9 | 4,37·10-10 | 2,74·10-12 |
H | — | — | — | 2,32·10-10 | 7,63·10-8 | 2,95·10-5 | 2,25·10-3 | 0,01 |
O2 | — | — | — | — | 4,73·10-19 | 7,41·10-12 | 7,07·10-6 | 0,35 |
OH | — | — | — | — | 1,01·10-10 | 8,16·10-07 | 1,02·10-3 | 0,12 |
NO | — | — | — | — | 1,35·10-14 | 7,87·10-10 | 6,21·10-6 | 4,56·10-3 |
Термодинамические параметры | ||||||||
Tк, К | 1624,09 | 2118,65 | 2886,28 | 3417,98 | 3696,81 | 3796,07 | 3813,81 | 3797,36 |
Rк, Дж/(кг·К) | 520,55 | 489,47 | 429,59 | 386,69 | 357,94 | 338,99 | 325,50 | 315,19 |
(RT)к, кДж/кг | 845,42 | 1037,01 | 1239,92 | 1321,71 | 1323,23 | 1286,81 | 1241,41 | 1196,90 |
Iу.п, м/с | 2928,27 | 3109,48 | 3330,91 | 3528,41 | 3679,27 | 3770,28 | 3805,27 | 3774,09 |
Примечания: 1. Содержание компонентов приведено в моль/кг. 2. k*C – конденсированная фаза.
Рисунок 7 – Содержание компонентов на срезе сопла при разных значениях α (кислород-керосин)
Рисунок 8 – Состав ПС на срезе сопла топлива кислород-керосин при разных значениях α:
1 – H2O; 2 – H2; 3 – CO2; 4 – CO; 5 – K-фаза
Рисунок 9 – Состав ПС на срезе сопла топлива кислород-керосин при разных значениях α:
1 – CH4; 2 – O2; 3 – N2; 4 – OH
Рисунок 10 – Состав ПС на срезе сопла топлива кислород-керосин при разных значениях α:
1 – H; 2 – NO; 3 – NH3; 4 – HCN
Рисунок 11 – Зависимость Tк (1) и (RT)к (2) от α (кислород-керосин)
Рисунок 12 – Зависимость Iу.п от α (кислород-керосин)
-
Топливо кислород-метан
С помощью каталогизированного программного комплекса «Астра 4» 5 определен состав ПС на срезе сопла двигателя, а также термодинамические параметры (температура в КС Tк, газовая постоянная в КС Rк, комплекс (RT)к и пустотный удельный импульс Iу.п). Результаты расчета приведены в табл. 4 и на рис. 13–18. Распечатка машинного кода приведена в Прил.
Таблица 4 – Результаты термодинамического расчета (кислород-метан)
Компонент | Коэффициент избытка окислителя α | |||||||
0,3 | 0,4 | 0,5 | 0,6 | 0,7 | 0,8 | 0,9 | 1 | |
H2O | 18,08 | 13,93 | 12,00 | 12,32 | 16,38 | 21,17 | 24,01 | 24,77 |
H2 | 24,01 | 27,14 | 25,13 | 22,36 | 16,29 | 8,40 | 2,98 | 0,04 |
NH3 | 4,67·10-4 | 3,09·10-4 | 2,25·10-4 | 1,66·10-4 | 3,98·10-5 | 3,49·10-6 | 2,36·10-7 | 1,84·10-10 |
N2 | 0,16 | 0,18 | 0,19 | 0,20 | 0,21 | 0,22 | 0,22 | 0,23 |
CO | 0,73 | 2,36 | 3,23 | 3,17 | 3,30 | 3,43 | 2,42 | 0,07 |
CO2 | 7,54 | 10,97 | 13,09 | 14,18 | 13,03 | 11,35 | 11,07 | 12,34 |
CH4 | 7,21 | 3,36 | 2,14 | 0,92 | 4,21·10-3 | 7,52·10-7 | 1,19·10-10 | 2,12·10-19 |
k*C | 12,77 | 7,20 | 2,25 | — | — | — | — | — |
HCN | 4,71·10-9 | 2,21·10-8 | 2,78·10-8 | 2,08·10-8 | 1,02·10-8 | 3,25·10-9 | 4,78·10-10 | 3,04·10-14 |
O | — | — | — | — | — | 2,06·10-16 | 1,49·10-10 | 0,0002187 |
H | 5,66·10-13 | 6,89·10-12 | 1,04·10-11 | 1,33·10-11 | 8,30·10-10 | 4,74·10-7 | 6,68·10-5 | 6,86·10-4 |
O2 | — | — | — | — | — | 2,84·10-16 | 5,88·10-10 | 0,054308 |
OH | 1,83·10-17 | 3,05·10-16 | 4,83·10-16 | 7,66·10-16 | 3,04·10-13 | 3,11·10-9 | 6,95·10-6 | 1,76·10-2 |
NO | — | — | — | — | 1,06·10-17 | 7,66·10-13 | 1,10·10-8 | 6,88·10-4 |
Термодинамические параметры | ||||||||
Tк, К | 1429,61 | 1856,83 | 2544,15 | 3080,28 | 3435,46 | 3610,12 | 3664,5 | 3662,42 |
Rк, Дж/(кг·К) | 617,12 | 596,68 | 518,47 | 460,29 | 418,59 | 389,98 | 370,21 | 355,59 |
(RT)к, кДж/кг | 882,23 | 1107,93 | 1319,06 | 1417,81 | 1438,04 | 1407,89 | 1356,62 | 1302,31 |
Iу.п, м/с | 3080,11 | 3258 | 3456,36 | 3634,315 | 3776,81 | 3872,94 | 3923,59 | 3915,68 |
Примечания: 1. Содержание компонентов приведено в моль/кг. 2. k*C – конденсированная фаза.