- •Задание
- •Реферат
- •Содержание
- •Условные обозначения и индексы
- •Введение
- •1 Допущения для расчётов
- •2 Рассчитываемые варианты газового потока
- •3 Построение профиля камеры сгорания
- •4 Расчёт параметров газового потока. Обратная задача
- •4.1 Расчёт величин газового потока для варианта 2 (скачок уплотнения в сечении а)
- •5 Определение значений полных импульсов для вариантов 1-5 в сечениях 0, k, y, a
- •6 Расчёт значений сил и тяги для вариантов 1-5 в сечениях 0, k, y, a
- •Заключение
- •Список использованных источников
- •Приложение а
- •Приложение б
- •Приложение в
4.1 Расчёт величин газового потока для варианта 2 (скачок уплотнения в сечении а)
Сечение 0:
.
Сечение k:
.
Сечение 1:
.
Сечение 2:
Сечение 3
Сечение у:
.
Сечение 4:
.
Сечение 5:
.
Сечение а:
.
Сечение аза:
.
5 Определение значений полных импульсов для вариантов 1-5 в сечениях 0, k, y, a
Вариант 1:
Вариант 2:
Вариант 3:
Вариант 4:
Вариант 5:
6 Расчёт значений сил и тяги для вариантов 1-5 в сечениях 0, k, y, a
Вариант 1
;
;
;
;
;
;
.
Вариант 2
;
;
;
;
;
;
.
Вариант 3
;
;
;
;
;
;
.
Вариант 4
;
;
;
;
;
;
.
Вариант 5
;
;
;
;
;
;
.
Заключение
В данной работе проведены расчёты газового потока в камере ракетного двигателя на сверхзвуковых и дозвуковых режимах, со скачками уплотнения и без скачков уплотнения.
В результате расчётов получили значения основных параметров газового потока, значения скоростей газового потока, величину расхода по сечениям камеры, значения сил взаимодействия потока со стенками камеры и тягу двигателя.
Проанализируем полученные данные (прямая задача):
1) температура торможения по длине сопла остаётся постоянной для всех вариантов расчёта.
Статическая температура: в 1 варианте уменьшается плавно и достигает минимального значения (Tа = 2118,207К); во 2, 3 и 4 вариантах температура скачкообразно возрастает из-за наличия прямого скачка уплотнения (ПСУ) и приближается к температуре торможения (T* = 3395 К); в 5 варианте температура падает, затем в сечении y начинает расти, приближаясь к температуре торможения;
2) давление торможения по длине сопла остаётся постоянным для 1 и 5 вариантов расчёта. Во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно падает из-за ПСУ, минимальное значение достигается во втором варианте (p* = 6,859197 МПа).
Статическое давление: в 1 варианте уменьшается плавно и достигает минимума (p = 0,87216 МПа); во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно возрастает и стремится к давлению торможения; в 5 варианте давление падает, затем в сечении y начинает расти, приближаясь к давлению торможения;
3) плотность торможения по длине сопла остаётся постоянной для 1 и 5 вариантов расчёта. Во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно падает из-за ПСУ; минимальное значение достигается во 2 варианте (ρ = 1,524418 кг/м3).
Плотность: во 2, 3 и 4 вариантах скачкообразно возрастает из-за ПСУ и приближается к плотности заторможенного потока; в 5 варианте плотность падает до сечения y, а затем плавно возрастает и приближается к давлению заторможенного потока;
4) скорость потока в 1 варианте плавно увеличивается и достигает максимального значения (c = 2097,12 м/с); во 2, 3 и 4 вариантах скорость убывает скачкообразно из-за наличия ПСУ; в 5 варианте скорость растёт до сечения y, а затем убывает.
Скорость истечения газа из выходного сечения в 1, 2 вариантах остается постоянной, а в 3, 4, 5 вариантах убывает;
5) силы, действующие в канале, остаются постоянными в 1 и 2 вариантах, затем в 3, 4 и 5 вариантах возрастают. Тяга двигателя в 1, 2 вариантах резко убывает, в вариантах 3, 4, 5 убывает плавно.
На основании полученных результатов были построены графические зависимости основных параметров газового потока по длине камеры, изменение скорости газового потока по длине камеры и в выходном сечении, сил взаимодействия и тяги двигателя.
Из полученных графиков видно резкое изменение параметров газового потока на нерасчётных режимах при наличии скачков уплотнения. Нерасчётные режимы являются нежелательными для сверхзвукового сопла.