Выбор типов заборных устройств и расчёт остатков незабора

8. Выбор типов заборных устройств и расчёт остатков незабора

Заборные устройства (ЗУ) ТБ, предназначены для обеспечения бесперебойного поступления компонентов топлива из баков в топливные магистрали при всех заданных режимах работы ЖРД. Нарушения подачи топлива, вызываемые воронкообразованием, кавитацией или динамическим «провалом» уровня свободной поверхности топлива, проявляющимся в неравномерном опускании топлива, недопустимы.

Конструкция ЗУ зависит от области применения ЛА, а также от конструктивного выполнения и компоновки ТБ и ДУ.

На маломанёвренных ЛА обычно применяются тарельчатые или сифонные ЗУ.

При сливе КТ через сливное отверстие в баке в конце опорожнения образуется воронка, приводящая к двухфазному течению в сливном трубопроводе.

Переход к двухфазному течению при вихревом воронкообразовании происходит при больших высотах уровня, чем при возникновении воронки без вращения. Поэтому для уменьшения остатков незабора применяют ЗУ, понижающие величину критического уровня.

На величину остатков незабора топлива оказывают влияние:

1.  форма топливного бака;

2.  форма днища, с которого производится забор КТ;

3.  место отбора (центральное или боковое);

4.  способ, применяемый для исключения вихревой воронки;

5.  массовый секундный расход КТ.

Для бака окислителя выбираем тарельчатое ЗУ с центральным отбором КТ, а для бака горючего – тарельчатое ЗУ с боковым отбором КТ.

8.1 Выбор типов и основных геометрических размеров заборных устройств

Расчёт проводится согласно [4].

Выбор основных размеров заборного устройства бака окислителя

Диаметр тарели:

.

Высота установки тарели:

.

Радиус перехода в сопряжении днище – трубопровод:

.

Диаметр рёбер тарели:

.

Радиус внутреннего контура тарели:

.

Рис.11. Схема заборного устройства бака окислителя

Выбор основных размеров заборного устройства бака горючего

Диаметр тарели:

.

Высота установки тарели:

.

Радиус перехода в сопряжении днище – трубопровод:

.

Диаметр рёбер тарели:

.

Радиус внутреннего контура тарели:

.

Рис.12. Схема заборного устройства бака горючего

8.2 Расчёт полных остатков незабора

Исходные данные:

Кинематическая вязкость окислителя ;

Кинематическая вязкость горючего ;

Коэффициент поверхностного натяжения окислителя;

Коэффициент поверхностного натяжения горючего.

Расчёт полных остатков незабора окислителя

Число Рейнольдса:

.

Число Фруда:

,

где  – ускорение свободного падения.

Вспомогательные коэффициенты:

.

.

.

Относительный критический уровень:

Высота уровня жидкости при которой происходит прорыв газа в сливной трубопровод:

.

Остатки незабора для ТБ со сферическим днищем и центральным расположением ЗУ:

,

где  - радиус бака;

- коэффициент, учитывающий объём воздушной воронки;

- коэффициент, учитывающий форму днища;

.

Остатки незабора на продольных элементах ТБ

.

Средняя толщина плёнки на продольном силовом наборе:

.

,

где – скорость

опускания уровня жидкости в топливном баке.

Смачиваемая боковая поверхность бака:

.

Смачиваемая поверхность силового набора (гасителей колебаний) бака:

,

где  – ширина элемента силового набора;

n = 4 – количество элементов силового набора.

Остатки незабора на поперечных элементах ТБ

.

Средняя толщина плёнки на поперечном силовом наборе:

.

Смачиваемая поверхность бака:

,

где – высота сферического днища.

Остатки окислителя в магистралях

;

где  – длина трубопровода от бака до входа в насос окислителя.

Суммарные остатки незабора окислителя

Суммарная масса остатков незабора окислителя

.

Расчёт полных остатков незабора горючего

Число Рейнольдса:

.

Число Фруда:

.

Вспомогательные коэффициенты:

.

.

.

Относительный критический уровень:

Высота уровня жидкости при которой происходит прорыв газа в сливной трубопровод:

.

Остатки незабора для ТБ со сферическим днищем и боковым расположением ЗУ:

где

 - высота застойной зоны (определяем после прочерчивания ЗУ);

 - радиус тоннельной трубы.

Остатки незабора на продольных элементах ТБ

Средняя толщина плёнки на продольном силовом наборе:

.

,

где – скорость опускания уровня жидкости в топливном баке.

Смачиваемая боковая поверхность бака:

.

Смачиваемая поверхность силового набора (гасителей колебаний) бака:

.

Смачиваемая поверхность тоннельной трубы:

.

Остатки незабора на поперечных элементах ТБ

.

Средняя толщина плёнки на поперечном силовом наборе:

.

Смачиваемая поверхность бака:

.

Остатки горючего в магистралях

;

где  – длина трубопровода от бака до входа в насос горючего.

Суммарные остатки незабора горючего

Суммарная масса остатков незабора горючего

.

Похожие работы

Буран

Скачать

107300

23

17

... техника одержали новую выдающуюся победу, Успешно выполнен испытательный запуск универсальной ракетно-космической транспортной системы "Энергия" и орбитального корабля "Буран". Подтверждены правильность принятых инженерных и конструкторских решений, эффективность методов экспериментальной отработки и высокая надежность всех систем этого сложнейшего ...