Урок 13. Определение расхода топлива и основных проходных сечений камеры



Дмитрий ЗавистовскийВсем привет!

Давно не брался я за перо, но так уж получилось. Давайте продолжать. После того как мы сумели определить удельный импульс нашей камеры, необходимо задуматься о её будущей геометрии, а для этого сначала нужно рассчитать требуемый расход топлива. Расход топлива напрямую зависит от тяги двигателя, которая должна быть известна, либо выбрана согласно назначению двигателя. Для определённости я взял тягу равной P = 80 кН.

Удельный импульс есть отношение тяги к массовому расходу топлива, т.е.

откуда

Здесь стоит обратить внимание, что мы использовали теоретическое значение удельного импульса и, соответственно, получили теоретически необходимый массовый расход топлива.

В камере сгорания и сопле всегда имеют место потери удельного импульса. Учёт этих потерь производят соответствующими коэффициентами φк и φс. Действительное значение удельного импульса

и, соответственно, действительный массовый расход топлива

Определение импульсных коэффициентов потерь может представлять определённую сложность, поэтому, если это допустимо, их просто выбирают из рекомендованных диапазонов: φк = 0,96…0,98; φс = 0,94…0,98. Более точному определению этих коэффициентов мы, наверно, посвятим отдельный урок, а сейчас давайте зададимся некоторыми значениями. Например, φк = 0,96 и φс = 0,95. Тогда


Здесь мы с Вами определили значение расходного комплекса β = 1707,9 м/с. Этот параметр очень удобен для «перехода» от энергетических параметров к геометрии. С одной стороны

с другой

где fкр – площадь критического сечения, м2.

Теперь очень просто вычислить площадь критики, давайте это сделаем.

Диаметр

Для определения площади среза сопла можно воспользоваться следующей формулой

Здесь p и f – соответственно давление и площадь произвольного сечения камеры, вместо которых мы можем подставить параметры среза сопла; pвх с0 – давление заторможенного потока на входе в сопло, которое можно считать равным давлению в камере сгорания (продукты сгорания в камере сгорания считаем неподвижными).

Давайте сделаем подстановку


Мстислав Владимирович Добровольский в своём знаменитом учебнике показывает, что для нахождения площади критического и выходного сечений сопла с учётом потерь можно использовать формулы




Осталось определить диаметр камеры сгорания dк. Обратимся к учебнику под редакцией В. М. Кудрявцева.

Объём камеры сгорания Vк, включающий в себя объём камеры до критического сечения, количественно может быть задан приведённой длиной

Длину камеры сгорания характеризуют условной длиной

где fк – поперечная площадь камеры сгорания.

Введём понятие относительной площади камеры

На основе обобщения статистических данных получены следующие соотношения


откуда

Диаметр камеры сгорания

В следующем уроке построим профиль камеры.

На сегодня всё, всем удачи!


«




Комментарии

4 комментария к статье "Урок 13. Определение расхода топлива и основных проходных сечений камеры"
  1. Elemag:

    Извините, можно я не туда где надо пишу но не нашел другое место — Хочу спросит где можно найти руководство для проектирования двигателей на холодном газе? Мне очен не хватает примерный расчет такова двигателя.

    • Дмитрий Завистовский:

      На счет руководства не знаю, но может Вам поможет эта книга
      В. И. Драновский, В. М. Анищенко, В. А. Доброгорский, М. И. Кошкин, Б. В. Сергейчук, Д. И. Завистовский. Газореактивные двигательные установки. — Харьков: ХАИ. — 2003.

      P.S.
      Здесь есть форма для обратной связи.

  2. Nikita_K:

    У вас там ошибка при расчете условной длины : написано 0.95, а должно быть 0.25

    • Дмитрий Завистовский:

      Уважаемый Nikita_K. Исходная формула выглядит так: lк = 0,03 * корень (dкр). Однако, значение dкр в нее нужно подставлять в миллиметрах, что на мой взгляд неудобно. Если подставить значение в метрах, то для того чтобы равенство сохранилось, под корень необходимо добавить коэффициент 1000. Если его вынести из-под корня, будет ~31,62.
      0,03*31,62 ~ 0,949


Оставьте свой комментарий

Вы должны быть авторизованы чтобы оставлять комментарии.

Рейтинг@Mail.ru