Введение

В курсовой работе рассчитываются следующие варианты идеального газового потока в камере ракетного двигателя:

1. Газовый поток при сверхзвуковом расчётном истечении газа из сопла (при р_а=р_h).

2. Газовый поток со скачком уплотнения в выходном сечении камеры (сопла).

3. Газовый поток со скачком уплотнения в сечении 5.

4. Газовый поток со скачком уплотнения в сечении 4.

5. Газовый поток с критическим состоянием газа в узком сечении сопла и последующим дозвуковом течении газа по соплу.

Каждому варианту газового потока соответствуют значения p_h, определяемые по результатам расчётов.

Задание

Исходные данные:

k= 1,278

ry, мм					βa	βy
58	0,35	1,6	1,85	3,42	4о	22о

По исходным данным и с учётом допущений определяются и рассчитываются для живых сечений газового потока 0,1,k,2,3,y,4,5,а следующие величины и параметры:

радиус rи площадьSживых сечений; числаλ,М; значения газодинамических функцийq,τ,π,ε,f; температура торможенияТ^*, давление торможенияp^*, плотность торможенияρ^*газового потока; температураТ, давлениер, плотностьρгаза в потоке; критическая скоростьа_кр; скорость звука в газеа; скорость газового потокас; расход газа в потокеG; коэффициенты изменения давления торможения при внезапном расширении газового потокаσ_в.р., при передаче потоку внешней теплотыσ_т, в прямом скачке уплотненияσ_п; давление во внешней средер_h; импульс газового потокаФ; силы воздействия газового потока на камеру сгоранияP_0-k , на дозвуковую часть соплаP_k-у, на сверхзвуковую часть соплаP_у-а, на камеру в целомP_0-а;внутренняя тяга камерыP_внут , наружная составляющая тяги камерыP_нар, тяга камеры P.

Допущения для расчётов

Газ идеальный, невязкий. Течение газа в камере сплошное, одномерное, стационарное. Газовый поток между сечениями 0 и 1 энергоизолированный, между сечениями 1 и kс получением внешней теплоты, течение газа по соплу энергоизолированное. Давление газа на внутреннем торце камеры сгорания в сечении 0 равно давлению в струе газаp₀. Скачок уплотнения в газовом потоке прямой и энергоизолированный. В живых сечениях газового потока расход газа одинаковый. Живые сечения считать плоскими сечениями, нормальными оси потока (оси камеры).

Расчётные зависимости

Определения газодинамических функций

(1)(5)

(2)(6)

(3)(7)

(4)(8)

(9)

Формулы газодинамических функций

(10)(13)

(11)(14)

(12)(15)

при ,,,

,,,

Формулы параметров газа и одномерного газового потока

(16)(19)

(17)(20)

(18)(21)

(22)(23)(24)

(25)

(26)(27)

(28)

Уравнения для одномерного газового потока

Живое сечение jрасполагается за живым сечениемiпо потоку.

Уравнение неразрывности:, или, или

Уравнение энергии:

где - удельная внешняя теплота, получаемая газовым потоком

- удельная внешняя техническая работа, совершаемая (отдаваемая) газовым потоком

Уравнение количества движения:, или

, где,- единичные векторы, направленные по потоку и нормальные живым сечениями,- главный вектор всех внешних поверхностных сил, действующих на газ в потоке на участке между сечениямии. В курсовой работе значенияв проекциях на ось потока (камеры) определяются равенствамина участке 0-kина участке 1-k.

Уравнение неразрывности и уравнение количества движения, преобразованные для вычисления значений λ₀,p_k, λ₁,p₁, получается в следующем виде:

(29)(30)

Коэффициенты изменения давления торможения

(31) для газового потока на участке, в курсовой работе,

,.

(32), где значения р^*,q, λ соответствуют состоянию газового потока непосредственно перед скачком уплотнения.

Силы воздействия потока на камеру и тяга камеры

или(33) ,(35),

(34),(36)