20-23 (Шпаргалки и ответы к экзамену)

6.Профилирование оптимального сопла.

6.1. Профилирование до критической части.

До критическая часть профилируется по образующей, состоящей из двух радиусов и прямоугольного участка.

6.1.1. Рекомендации по выбору радиусов: R₁=2…2,5R_кр, R₂=1,25…1,5R_кр

(смотреть лист 3).

6.1.2. Указания по выбору длины прямоугольного участка.

а) В данном случае, для данного прототипа ДУ в атласе конструкций В. П. Глушко, возьмем объем камеры сгорания V_к(если он не задан, то расчет ведется через _пр  время пребывания продуктов в камере сгорания).

б) Далее вычисляется приведенная длина ℓ_пр и F_к по следующим соотношениям:

где р_кдавление в камере, Па; d_крдиаметр критического сечения, мм.

И
з соотношения:

определяем длину входного участка ℓ_вх.

в
) Определяем координаты точек сопряжения дуг окружностей R₁ и R₂:

г
) Находим длину цилиндрической части камеры сгорания:

г
де ∆V_вхобъем входной части сопла с достаточной точностью:

6.2. Профилирование закритической части сопла.

Сверхзвуковая часть сопла профилируется по параболе, по методу Рао.

6.2.1. Расчет коэффициента сопла.

В первом приближении теоретическое значение коэффициента
_с = _с2_с4, где _с2  коэффициент, учитывающий неравномерность потока в критическом сечении; _с4коэффициент, учитывающий влияние трения. Для конических сопел _с = 0,950,97, для профилированных _с=0,9800,995.

Р
азбиваем сопло на 7 участков по длине и для каждого определяем осевую составляющую силы трения:

где С_fiкоэффициент трения на i-ом участке, F_i боковая поверхность участка, которая определяется по формуле F_i=(F_i+1-F_i)/sin, _iW_i²/2скоростной напор для среднего на участке значения площади поперечного сечения.

К
ак известно, _iW_i²/2=р_к(_i), где (_i)газодинамическая функция.

Коэффициент трения:

С_foкоэффициент трения для несжимаемого потока( для полированных поверхностей С_fo=0,001; для технически гладких поверхностей С_fo=0,005).

Суммарная сила трения:

Коэффициент, учитывающий влияние силы трения определяется по формуле:

Коэффициент, учитывающий неравномерность потока в критическом сечении рассчитывается по формуле:

Коэффициент потерь в сопле: _с=_с2_с4.

Произведем расчеты и занесем полученные данные в таблицу:

По полученным данным строим графики.

Из таблицы видно, что максимальный коэффициент достигается при =13

Следовательно, принимаем для конического сопла _opt=13, 2_opt=26.

6.2.2. Расчет угла наклона касательной к контуру сопла _.

Угол наклона определяют по формуле:

_а=5

По известным D_a=d_a/d_кр, ,и k из таблиц [3] находят значение угла _m и x_a=2х_a/d_кр.В данном случае _m=0,6575рад, х_а=21,020. Далее производим построение.

23