- •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
Список использованных источников
1. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика, 5-е издание. Часть I. -М.:
Наука, 1991. -597с.
2. Сергель О.С. Прикладная гидрогазодинамика. –М.: Машиностроение, 1981. -374с.
3. Болгарский А.В. Расчёт процессов в камере сгорания и сопле ЖРД. –М.: Высш. школа.
4. Болгарский А.В., Мухачев Г.А., Щукин В.Е. Термодинамика и теплопередача. –М.: Высш. шк., 1991. -400с.
5. Расчёт идеального газового потока в камере ракетного двигателя /В.А. Курочкин, А.С. Наталевич, А.М. Цыганов, А.А. Диденко// Методические указания: –Самара: СГАУ, 2003. -20с.
Приложение а
Рисунок 1 – Расчетная схема сопла
Приложение б
Таблица 2 – Результаты расчёта параметров газового потока с давлением на входе в камеру =18 МПа (варианты 1,2)
Варианты |
1 - 5 |
1 - 4 |
1 – 3 |
1 – 2 |
2 |
|||||
Сечения |
0 |
1 |
k |
2 |
3 |
у |
4 |
5 |
а |
аза |
r, мм |
28,460499 |
45 |
45 |
36,6 |
30,984 |
30 |
37,58 |
50,585 |
57,9 |
57,9 |
S, мм2 |
2544,69 |
6361,725 |
6361,725 |
4208,352 |
3015,955 |
2827,433 |
4436,734 |
8038,84 |
10532 |
10532 |
q(λ) |
0,325974 |
0,131088 |
0,444444 |
0,671862 |
0,937492 |
1 |
0,637278 |
0,351722 |
0,268464 |
0,691098 |
λ |
0,206062 |
0,081517 |
0,286088 |
0,45909 |
0,764728 |
1 |
1,659281 |
1,990873 |
2,102369 |
0,475654 |
τ(λ) |
0,996387 |
0,999435 |
0,993036 |
0,982067 |
0,95024 |
0,914913 |
0,765737 |
0,662752 |
0,62392 |
0,980749 |
π(λ) |
0,977185 |
0,996400 |
0,956418 |
0,891022 |
0,722202 |
0,567211 |
0,182328 |
0,072589 |
0,049394 |
0,883428 |
ε(λ) |
0,980729 |
0,996964 |
0,963125 |
0,907293 |
0,76002 |
0,619962 |
0,238108 |
0,109527 |
0,079166 |
0,900768 |
М |
0,197458 |
0,077994 |
0,274604 |
0,443116 |
0,750378 |
1 |
1,813719 |
2,33915 |
2,54586 |
0,459412 |
Т*, К |
318 |
318 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
Т, К |
316,85109 |
317,8202 |
3364,805 |
3334,117 |
3226,066 |
3106,13 |
2599,679 |
2250,041 |
2118,207 |
3329,644 |
р*, МПа |
18,42025 |
18,32213 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
6,859197 |
р, МПа |
18 |
18,25617 |
16,88787 |
15,73315 |
12,75223 |
10,01548 |
3,219444 |
1,281735 |
0,87216 |
6,059606 |
ρ*, кг/м3 |
214,45882 |
213,3164 |
19,25586 |
19,255863 |
19,25586 |
19,25586 |
19,255863 |
19,255863 |
19,25586 |
7,480126 |
ρ, кг/м3 |
210,32588 |
212,6687 |
18,54580 |
17,470705 |
14,634848 |
11,93789 |
4,584971 |
2,109032 |
1,524418 |
6,73786 |
акр, м/с |
305,28686 |
305,2869 |
1023,202 |
997,50354 |
997,50354 |
997,5035 |
997,50354 |
997,50354 |
997,5035 |
997,5035 |
λ∙акр, м/с |
62,90815 |
24,88605 |
290,6561 |
457,94366 |
762,81897 |
997,5035 |
1655,139 |
1985,903 |
2097,12 |
474,4664 |
а, м/с |
318,59007 |
319,0769 |
1050,584 |
1033,463 |
1016,579 |
997,5035 |
912,5664 |
848,98477 |
823,7375 |
1032,77 |
M∙a, м/с |
62,90815 |
24,88605 |
290,6561 |
457,94366 |
762,81897 |
997,5035 |
1655,139 |
1985,903 |
2097,12 |
474,4664 |
G, кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
ρ∙с∙S, кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
Таблица 3 – Результаты расчёта параметров газового потока с давлением на входе в камеру =18МПа (варианты 3, 4, 5)
Варианты |
1 – 3 |
3 |
1 - 4 |
4 |
1 - 5 |
5 |
|||||
Сечения |
5 |
5за |
а |
4 |
4за |
5 |
а |
у |
4 |
5 |
а |
r, мм |
50,585 |
57,9 |
57,9 |
37,58 |
57,9 |
78,72256 |
57,9 |
30 |
56,07183 |
78,72256 |
57,9 |
S, мм2 |
8038,84 |
10532 |
10532 |
4436,734 |
10532 |
1946,921 |
10532 |
2827,433 |
9877,326 |
1946,921 |
10532 |
q(λ) |
0,351722 |
0,720977 |
0,550311 |
0,637278 |
0,82114 |
0,453197 |
0,345918 |
1 |
0,637278 |
0,351722 |
0,268464 |
λ |
1,990873 |
0,502292 |
0,362423 |
1,659281 |
0,602671 |
0,292197 |
0,219233 |
1 |
0,430301 |
0,223086 |
0,168619 |
τ(λ) |
0,662752 |
0,978533 |
0,988824 |
0,765737 |
0,969095 |
0,992735 |
0,99591 |
0,914913 |
0,984245 |
0,995765 |
0,997581 |
π(λ) |
0,072589 |
0,870774 |
0,930843 |
0,182328 |
0,818594 |
0,954573 |
0,974209 |
0,567211 |
0,903701 |
0,973305 |
0,984674 |
ε(λ) |
0,109527 |
0,889877 |
0,941364 |
0,238108 |
0,844699 |
0,961559 |
0,978209 |
0,619962 |
0,918167 |
0,977444 |
0,987062 |
М |
2,33915 |
0,485689 |
0,348615 |
1,813719 |
0,585581 |
0,280251 |
0,210129 |
1 |
0,414868 |
0,213837 |
0,161481 |
Т*, К |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
Т, К |
2250,041 |
3322,119 |
3357,057 |
2599,679 |
3290,079 |
3370,336 |
3381,116 |
3106,13 |
3341,513 |
3380,624 |
3386,787 |
р*, МПа |
17,65742 |
8,613996 |
8,613996 |
17,65742 |
13,70374 |
13,70374 |
13,70374 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
р, МПа |
1,281735 |
7,500842 |
8,01828 |
3,219444 |
11,2178 |
13,08122 |
13,3503 |
11,93789 |
15,95704 |
17,18605 |
17,38681 |
ρ*, кг/м3 |
19,255863 |
9,393778 |
9,393778 |
19,255863 |
14,94427 |
14,94427 |
14,94427 |
19,25586 |
19,25586 |
19,25586 |
19,25586 |
ρ, кг/м3 |
2,109032 |
8,359307 |
8,842965 |
4,584971 |
12,62341 |
14,36979 |
14,61862 |
4,268834 |
17,68009 |
18,82152 |
19,00673 |
акр, м/с |
997,50354 |
997,5035 |
997,50354 |
997,50354 |
997,5035 |
997,5035 |
997,5035 |
997,5035 |
997,5035 |
997,5035 |
997,5035 |
λ∙акр, м/с |
1985,903 |
501,0382 |
361,51773 |
1655,139 |
601,1660 |
291,4678 |
218,6860 |
997,5035 |
429,2266 |
222,5289 |
168,1977 |
а, м/с |
848,98477 |
1031,602 |
1037,012 |
912,5664 |
1026,615 |
1039,062 |
1040,722 |
997,5035 |
1034,609 |
1040,064 |
1041,594 |
M∙a, м/с |
1985,903 |
501,0382 |
361,51773 |
1655,139 |
601,1660 |
270,138 |
218,6860 |
997,5035 |
429,2266 |
222,5289 |
168,1977 |
G, кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
ρ∙с∙S,кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
Таблица 4 – Результаты расчёта импульсов газового потока с давлением на входе
в камеру =18 МПа
Варианты |
1 - 5 |
1 - 5 |
1 - 5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Сечения |
0 |
k |
y |
a |
aза |
a |
a |
a |
λ |
0,206062 |
0,286088 |
1 |
2,102369 |
0,475654 |
0,362423 |
0,219233 |
0,168619 |
р*, МПа |
18,42025 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
6,859197 |
8,613996 |
13,70374 |
17,65742 |
S, мм2 |
2544,69 |
6361,725 |
2827,433 |
10532 |
10532 |
10532 |
10532 |
10532 |
f |
1,022372 |
1,041953 |
1,239923 |
0,429079 |
1,104564 |
1,065012 |
1,025225 |
1,015127 |
Ф, кН |
47,9225 |
117,0443 |
61,90339 |
79,79418 |
79,79418 |
96,61984 |
147,9672 |
188,7794 |
Таблица 5 – Результаты расчёта сил и тяги с давлением на входе
в камеру =18 МПа
-
Варианты
1
2
3
4
5
σв.р.
0,994673
0,994673
0,994673
0,994673
0,994673
σт
0,963721
0,963721
0,963721
0,963721
0,963721
σп
-
0,38846
0,48784
0,77609
1
pн, МПа
0,872162
6,059606
8,01828
13,3503
17,38681
P0-k, кН
69,12185
69,12185
69,12185
69,12185
69,12185
Pk-y, кН
-55,1409
-55,1409
-55,1409
-55,1409
-55,1409
Py-a, кН
17,89079
17,89079
34,71645
86,06377
126,876
P0-a, кН
31,87168
31,87168
48,69734
100,0447
140,8569
Pвнутр., кН
79,79418
79,79418
96,61984
147,9672
188,7794
Pнар., кН
-9,18553
-63,81921
-84,4478
-140,604
-183,116
P, кН
70,60865
15,97497
12,17206
7,363013
5,663105
Таблица 6 – Сравнение значений некоторых параметров газового потока, полученных при расчете в программах ANSYS и MathCAD (варианты 1, 2)
Варианты |
1 - 5 |
1 - 4 |
1 – 3 |
1 – 2 |
2 |
|||||
Сечения |
0 |
1 |
k |
2 |
3 |
у |
4 |
5 |
а |
аза |
М |
0,197458 |
0,077994 |
0,274604 |
0,443116 |
0,750378 |
1 |
1,813719 |
2,33915 |
2,54586 |
0,459412 |
М(A) |
0,2060568 |
0,145161 |
0,296530 |
0,4636773 |
0,7708055 |
1,027525 |
1,5987167 |
2,110498 |
2,274249 |
0,473702 |
Т*, К |
318 |
318 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
Т*, К(A) |
318 |
365,9096 |
3422,879 |
3422,9277 |
3422,8706 |
3422,868 |
3422,8582 |
3422,8857 |
3422,895 |
3422,959 |
Т, К |
316,85109 |
317,8202 |
3364,805 |
3334,117 |
3226,066 |
3106,13 |
2599,679 |
2250,041 |
2118,207 |
3329,644 |
Т, К(A) |
316,7373 |
365,1664 |
3395 |
3355,6213 |
3243,519 |
3116,013 |
2765,1172 |
2420,5281 |
2312,761 |
3348,773 |
р*, МПа |
18,42025 |
18,32213 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
6,859197 |
р* МПа(A) |
18,420250 |
18,28427 |
17,34632 |
17,490192 |
17,50073 |
17,42509 |
15,287891 |
14,010214 |
13,33595 |
7,763082 |
р, МПа |
18 |
18,25617 |
16,88787 |
15,73315 |
12,75223 |
10,01548 |
3,219444 |
1,281735 |
0,87216 |
6,059606 |
р, МПа(A) |
17,956448 |
18,04441 |
16,46013 |
15,399706 |
12,390079 |
9,553009 |
3,9209148 |
1,4365811 |
1,024493 |
6,719119 |
ρ, кг/м3 |
210,32588 |
212,6687 |
18,54580 |
17,470705 |
14,634848 |
11,93789 |
4,584971 |
2,109032 |
1,524418 |
6,73786 |
ρ, кг/м3(А) |
211,01588 |
185,9394 |
18,06094 |
17,102566 |
14,257435 |
11,46092 |
5,3608923 |
2,3493788 |
1,781443 |
7,54178 |
а, м/с |
318,59007 |
319,0769 |
1050,584 |
1033,463 |
1016,579 |
997,5035 |
912,5664 |
848,98477 |
823,7375 |
1032,77 |
а, м/с(А) |
318,56903 |
341,5493 |
1042,848 |
1036,7816 |
1019,3142 |
999,0578 |
941,08008 |
880,45575 |
860,3776 |
1035,709 |
w, м/с |
62,90815 |
24,88605 |
290,6561 |
457,94366 |
762,81897 |
997,5035 |
1655,139 |
1985,903 |
2097,12 |
474,4664 |
w, м/с(А) |
65,640457 |
49,38055 |
309,2359 |
480,71432 |
785,63861 |
1026,074 |
1503,4384 |
1856,7432 |
1951,686 |
489,9615 |
G, кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
G, кг/с(А) |
34,854542 |
35,63916 |
34,85186 |
33,216499 |
33,439732 |
33,07378 |
32,844322 |
33,861061 |
34,83851 |
35,18246 |
Таблица 7 – Сравнение значений некоторых параметров газового потока, полученных при расчете в программах ANSYS и MathCAD (варианты 3, 4, 5)
Варианты |
1 – 3 |
3 |
1 - 4 |
4 |
1 - 5 |
5 |
|||||
Сечения |
5 |
5за |
а |
4 |
4за |
5 |
а |
у |
4 |
5 |
а |
М |
2,33915 |
0,485689 |
0,348615 |
1,813719 |
0,585581 |
0,280251 |
0,210129 |
1 |
0,414868 |
0,213837 |
0,161481 |
М(А) |
2,110498 |
0,658432 |
0,6113362 |
1,5987167 |
0,583664 |
0,426316 |
0,383790 |
1,027525 |
0,230129 |
0,155382 |
0,139276 |
Т*, К |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
3395 |
Т*, К(А) |
3422,8857 |
2874,656 |
2626,3508 |
3422,8582 |
3420,095 |
2940,398 |
2719,682 |
3422,868 |
3402,395 |
3274,732 |
3087,706 |
Т, К |
2250,041 |
3322,119 |
3357,057 |
2599,679 |
3290,079 |
3370,336 |
3381,116 |
3106,13 |
3341,513 |
3380,624 |
3386,787 |
Т, К(А) |
2420,5281 |
2729,716 |
2493,9546 |
2765,1172 |
3309,094 |
2875,687 |
2664,661 |
3116,013 |
3385,275 |
3266,411 |
3080,78 |
р*, МПа |
17,65742 |
8,613996 |
8,613996 |
17,65742 |
13,70374 |
13,70374 |
13,70374 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
17,65742 |
р*, Па(А) |
14,010214 |
11,81861 |
11,391664 |
15,287891 |
15,79982 |
15,45715 |
15,28780 |
17,42509 |
17,90716 |
17,90825 |
17,88899 |
р, МПа |
1,281735 |
7,500842 |
8,01828 |
3,219444 |
11,2178 |
13,08122 |
13,3503 |
10,01548 |
15,95704 |
17,18605 |
17,38681 |
р,МПа(А) |
1,4365811 |
8,675742 |
8,528922 |
3,9209148 |
12,75843 |
13,58701 |
13,67356 |
9,553009 |
17,33671 |
17,62748 |
17,65288 |
ρ, кг/м3 |
2,109032 |
8,359307 |
8,842965 |
4,584971 |
12,62341 |
14,36979 |
14,61862 |
11,93789 |
17,68009 |
18,82152 |
19,00673 |
ρ, кг/м3(А) |
2,3493788 |
16,25917 |
21,500824 |
5,3608923 |
14,38591 |
23,07011 |
30,69829 |
11,46092 |
19,07149 |
22,08830 |
27,98061 |
w, м/с |
848,98477 |
1031,602 |
1037,012 |
912,5664 |
1026,615 |
1039,062 |
1040,722 |
997,5035 |
1034,609 |
1040,064 |
1041,594 |
w, м/с(А) |
880,45575 |
917,4719 |
866,05652 |
941,08008 |
1029,549 |
944,4155 |
898,6068 |
999,0578 |
1041,353 |
1018,236 |
980,8228 |
с, м/с |
1985,903 |
501,0382 |
361,51773 |
1655,139 |
601,1660 |
291,4678 |
218,6860 |
997,5035 |
429,2266 |
222,5289 |
168,1977 |
с, м/с(А) |
1856,7432 |
644,1671 |
587,46057 |
1503,4384 |
599,9680 |
428,1602 |
380,6809 |
1026,074 |
239,6216 |
160,9636 |
142,8547 |
G, кг/с |
33,669334 |
33,66933 |
33,669334 |
33,669334 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
33,66933 |
G, кг/с(А) |
33,861061 |
34,88881 |
35,218102 |
32,844322 |
33,17875 |
33,53561 |
33,75087 |
33,07378 |
19,19209 |
19,40929 |
19,60565 |