Заключение
В данной работе был произведен расчет идеального газового потока в камере ракетного двигателя.
По исходным данным для живых сечений газового потока «0», «1», «К», «2», «3», «У», «4», «5» и «А» были рассчитаны газодинамические функции, параметры торможения, а также рассчитаны варианты идеального газового потока со скачком уплотнения в «5», «4», выходном сечениях и с критическим состоянием газа в узком сечении сопла и последующим дозвуковым течением газа по соплу. По расчетам были построены графики изменения параметров газового потока по длине камеры ракетного двигателя.
В конце работы были определены силы воздействия потока на камеру и тяга камеры при различных вариантах газового потока.
Список использованных источников
Абрамович Г.Н. “Прикладная газовая динамика“, 4-е издание. М.: Наука, 1976г., 888с.
Лекции по механике жидкостей и газов.
В.А. Курочкин, А.С. Наталевич, А.М. Цыганов, А.А. Диденко «Расчёт идеального газового потока в камере ракетного двигателя». Метод. указания/Самара: СГАУ, 2003 г.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Таблица 2 – Результаты расчёта параметров газового потока (варианты 1,2)
Варианты |
1-5 |
1-4 |
1-3 |
1-2 |
2 |
|||||
Сечения |
0 |
1 |
к |
2 |
3 |
у |
4 |
5 |
а |
аза |
r, мм |
50 |
85 |
85 |
65,53 |
53,32 |
50 |
62,46 |
75,46 |
85 |
85 |
S, 10-3 м2 |
7,850 |
22,700 |
22,700 |
13,490 |
8,930 |
7,850 |
12,260 |
17,890 |
22,700 |
22,700 |
q(λ) |
0,370 |
0,1342 |
0,346 |
0,582 |
0,879 |
1 |
0,641 |
0,439 |
0,346 |
0,733 |
λ |
0,237 |
0,0843 |
0,221 |
0,390 |
0,677 |
1 |
1,625 |
1,832 |
1,932 |
0,517 |
τ(λ) |
0,993 |
0,999 |
0,994 |
0,981 |
0,944 |
0,878 |
0,678 |
0,590 |
0,544 |
0,967 |
π(λ) |
0,969 |
0,996 |
0,973 |
0,917 |
0,767 |
0,550 |
0,167 |
0,088 |
0,061 |
0,858 |
ε(λ) |
0,975 |
0,997 |
0,979 |
0,935 |
0,812 |
0,626 |
0,247 |
0,150 |
0,112 |
0,887 |
Μ |
0,223 |
0,079 |
0,208 |
0,369 |
0,653 |
1 |
1,849 |
2,235 |
2,454 |
0,493 |
Т*, К |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
Τ, К |
290,986 |
292,746 |
1854,839 |
1831,374 |
1761,489 |
1638,279 |
1264,961 |
1101,243 |
1015,584 |
1805,022 |
р* ,МПа |
4,844 |
4,956 |
4,871 |
4,871 |
4,871 |
4,871 |
4,871 |
4,871 |
4,871 |
2,298 |
p ,МПа |
5,161 |
4,976 |
4,718 |
4,469 |
3,737 |
2,677 |
0,8155 |
0,4312 |
0,2972 |
1,972 |
p* ,кг/м3 |
58,703 |
58,422 |
8,979 |
8,979 |
8,979 |
8,979 |
8,979 |
8,979 |
8,979 |
4,236 |
ρ ,кг/м3 |
57,265 |
58,240 |
8,513 |
8,394 |
7,2975 |
5,622 |
2,218 |
1,347 |
1,007 |
3,759 |
aкр м/с |
309,143 |
309,143 |
780,157 |
780,157 |
780,157 |
780,157 |
780,157 |
780,157 |
780,156 |
780,157 |
λa ,м/с |
73,360 |
26,059 |
172,716 |
304,214 |
528,519 |
780,157 |
1267,453 |
1429,691 |
1507,636 |
403,708 |
a ,м/с |
328,794 |
329,787 |
830,120 |
824,853 |
808,962 |
780,157 |
685,530 |
639,631 |
614,251 |
818,897 |
Μa ,м/с |
73,360 |
26,059 |
172,716 |
304,214 |
528,519 |
780,157 |
1267,453 |
1429,691 |
1507,636 |
403,708 |
G ,кг/с |
33,056 |
34,448 |
33,17 |
34,448 |
34,448 |
34,448 |
34,448 |
34,448 |
34,448 |
34,447 |
pcS ,кг/с |
32,977 |
34,448 |
33,376 |
34,448 |
34,448 |
34,448 |
34,450 |
34,451 |
34,447 |
34,447 |
Таблица 3 - Результаты расчета параметров газового потока (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 |
75,46 |
75,46 |
85 |
62,46 |
37,05 |
75,46 |
55,97 |
50 |
37,05 |
75,46 |
55,97 |
S, 10-3 м2 |
17,890 |
17,890 |
22,700 |
12,260 |
4,312 |
17,890 |
22,700 |
7,850 |
4,312 |
17,890 |
22,700 |
q(λ) |
0,439 |
0,7628 |
0,6012 |
0,641 |
0,8291 |
0,5680 |
0,4477 |
1 |
0,6408 |
0,4390 |
0,3460 |
λ |
1,832 |
0,5457 |
0,4048 |
1,625 |
0,6155 |
0,3791 |
0,2910 |
1 |
0,4368 |
0,2849 |
0,2214 |
τ(λ) |
0,590 |
0,9637 |
0,98 |
0,678 |
0,9538 |
0,9825 |
0,9897 |
0,878 |
0,9767 |
0,9901 |
0,9940 |
π(λ) |
0,088 |
0,8435 |
0,9113 |
0,167 |
0,8044 |
0,9219 |
0,9534 |
0,550 |
0,8974 |
0,9553 |
0,9728 |
ε(λ) |
0,150 |
0,8753 |
0,9299 |
0,247 |
0,8434 |
0,9383 |
0,9633 |
0,626 |
0,9188 |
0,9648 |
0,9786 |
М |
2,235 |
0,5208 |
0,3832 |
1,849 |
0,5906 |
0,3583 |
0,2741 |
1 |
0,4141 |
0,2683 |
0,2081 |
Т*, К |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
1866 |
Т, К |
1101,243 |
1798,19 |
1828,68 |
1264,961 |
1779,72 |
1833,28 |
1846,72 |
1638,279 |
1822,56 |
1847,51 |
1854,84 |
р*, МПа |
4,871 |
2,8033 |
2,8033 |
4,871 |
3,7645 |
3,7645 |
3,7645 |
4,871 |
4,8705 |
4,8705 |
4,8705 |
р, МПа |
4,312 |
2,3647 |
2,5547 |
8,155 |
3,0283 |
3,4705 |
3,5890 |
2,677 |
4,3706 |
4,6526 |
4,7380 |
ρ*, кг/м3 |
8,979 |
5,1680 |
5,1680 |
8,979 |
6,9399 |
6,9399 |
6,9399 |
8,979 |
8,9788 |
8,9788 |
8,9788 |
ρ, кг/м3 |
1,347 |
4,5237 |
4,8057 |
2,218 |
5,8533 |
6,5120 |
6,6854 |
5,622 |
8,2493 |
8,6629 |
8,7871 |
акр, м/с |
780,157 |
780,1568 |
780,1568 |
780,157 |
780,1568 |
780,1568 |
780,1568 |
780,157 |
780,1568 |
780,1568 |
780,1568 |
λ∙акр, м/с |
1429,691 |
425,7175 |
315,8437 |
1267,453 |
480,2106 |
295,73 |
227,03 |
780,157 |
340,7491 |
222,2940 |
172,7212 |
а, м/с |
639,631 |
817,346 |
824,245 |
685,530 |
813,1375 |
825,28 |
828,30 |
780,157 |
822,8651 |
828,4791 |
824,245 |
M∙a, м/с |
1429,691 |
425,7175 |
315,8437 |
1267,453 |
480,2106 |
295,73 |
227,03 |
780,157 |
340,7491 |
222,2940 |
172,7212 |
G, кг/с |
34,448 |
34,4508 |
34,4508 |
34,448 |
34,4496 |
34,4496 |
34,4496 |
34,448 |
34,4481 |
34,4481 |
34,4481 |
ρ∙с∙S, кг/с |
34,451 |
34,4508 |
34,4508 |
34,450 |
34,4496 |
34,4504 |
34,4502 |
34,448 |
34,4513 |
34,4487 |
34,4491 |
Таблица 4 - Результаты расчета импульсов газового потока
Варианты |
1 - 5 |
1 - 5 |
1 - 5 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
Сечения |
0 |
k |
y |
a |
aза |
a |
a |
a |
λ |
0, 2370 |
0,221 |
1 |
1,932 |
0,517 |
0,4048 |
0,2910 |
0,2214 |
р*, МПа |
4,844 |
4,59 |
4,871 |
4,871 |
2,298 |
2,8033 |
3,7645 |
4,8705 |
S, 10-3 м2 |
7,850 |
22,700 |
7,850 |
22,700 |
22,700 |
22,700 |
22,700 |
22,700 |
f |
1,0304 |
1,0266 |
1,2523 |
0,5308 |
1,1250 |
1,0823 |
1,0449 |
1,0266 |
Ф, кН |
41,768 |
113,493 |
47,903 |
58,679 |
58,679 |
68,867 |
89,283 |
113,493 |
Таблица 5 - Результаты расчета сил и тяги
Варианты |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
σв.р. |
0,99524 |
0,99524 |
0,99524 |
0,99524 |
0,99524 |
σт |
0,9788 |
0,9788 |
0,9788 |
0,9788 |
0,9788 |
σп |
- |
0,4719 |
0,5756 |
0,7729 |
1 |
pн, МПа |
0,297 |
1,972 |
2,555 |
3,589 |
4,738 |
P0-k, кН |
71,724 |
71,724 |
71,724 |
71,724 |
71,724 |
Pk-y, кН |
-65,589 |
-65,589 |
-65,589 |
-65,589 |
-65,589 |
Py-a, кН |
10,776 |
10,776 |
20,964 |
41,380 |
65,589 |
P0-a, кН |
16,911 |
16,911 |
27,099 |
47,515 |
71,725 |
Pвнутр, кН |
58,679 |
58,679 |
68,867 |
89,283 |
113,493 |
Pнар, кН |
-6,746 |
-44,773 |
-57,986 |
-81,462 |
-107,543 |
P, кН |
51,934 |
13,907 |
10,881 |
7,821 |
5,950 |
Рисунок 2 – Изменение давления газа по длине камеры ЖРД
Рисунок 3 – Изменение температуры по длине камеры ЖРД
Рисунок 4 – Изменение плотности газа по длине камеры ЖРД
Рисунок 5 – Изменение скорости газового потока по длине камеры ЖРД
(номера позиций – варианты)
Рисунок 6 – Изменение скорости газового потока в выходном сечении камеры ЖРД
Рисунок 7 – Сила и тяга двигателя для различных вариантов расчёта
( 1 – Р0-а, 2 – Р, 3 – Рвнутр )