Расчет теплозащитного покрытия двигателя

3.2 Расчет теплозащитного покрытия двигателя

Исходные данные:

Время работы РДТТ ;

Температура продуктов сгорания ;

Начальная температура материала ;

Толщина стенки: переднего днища ;

корпуса обечайки ;

сопловой крышки ;

Коэффициент теплопередачи: переднее днище ;

обечайка корпуса и сопловая крышка ;

Материал переднего днища, сопловой крышки

и обечайки корпуса 28ХСНМВФА (СП-28);

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Допустимая температура нагрева ;

Расчет толщины теплозащитного покрытия переднего днища

Для переднего днища, работающего в условиях высоких температур, но небольших скоростей движения газов (), применяем фенольно-каучуковый материал БК – 31 – эластичное резиноподобное покрытие.

Теплофизические характеристики БК – 31:

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Коэффициент теплопроводности .

,

где ;  коэффициенты аппроксимации;

константа аппроксимации;

относительный параметр,

;

коэффициент аппроксимации,

;

температурный симплекс (безразмерная температура),

.

Принимаем толщину ТЗП переднего днища .

Расчет толщины ТЗП обечайки корпуса и сопловой крышки

Для обечайки корпуса и сопловой крышки, работающих в условиях высоких температур и скоростей движения газов (W до 300 м/с), применим слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В, имеющий следующие теплофизические свойства:

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Коэффициент теплопроводности .

,

где относительный параметр,

;

коэффициент аппроксимации ТЗП,

;

температурный симплекс (безразмерная температура),

.

Принимаем толщину ТЗП оболочки корпуса и сопловой крышки .

Расчет длины теплоизолируемой части камеры сгорания

,

где длина цилиндрической части заряда (рис.7);

коэффициент заполнения цилиндрической части камеры сгорания

;

для скрепленного заряда;

;

относительная толщина свода заряда.

Расчет теплозащитного покрытия сопла

Исходные данные:

Толщина стенки: входного раструба сопла ;

выходного раструба сопла ;

Коэффициент теплопередачи:

воротника сопла ;

сопловой вкладыш в критике ;

сверхзвуковой раструб сопла ;

;

Материал входного раструба сопла 28ХСНМВФА (СП-28);

плотность ;

удельная теплоемкость ;

допустимая температура нагрева ;

Материал выходного раструба сопла 30ХГСА;

плотность ;

удельная теплоемкость ;

допустимая температура нагрева ;

Расчет толщины теплозащитного покрытия воротника

Для воротника применяем слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В:

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Коэффициент теплопроводности .

Расчет толщины ТЗП воротника проводим аналогично расчету толщины ТЗП камеры РДТТ. Считаем, что материал воротника работает как пассивное ТЗП.

,

где ;  коэффициенты аппроксимации;

константа аппроксимации;

относительный параметр,

;

коэффициент аппроксимации ТЗП,

;

температурный симплекс (безразмерная температура),

.

Принимаем толщину ТЗП воротника  (в радиальном направлении).

Расчет теплозащитного покрытия вкладыша сопла

Для вкладыша сопла применяем материал повышенной жаропрочности и жаростойкости, высокой эрозионной стойкости: пирографит, имеющий следующие теплофизические свойства:

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Коэффициент теплопроводности .

,

где

;

;

,

температура газа в критическом сечении.

Принимаем толщину ТЗП воротника .

Расчет толщины теплозащитного покрытия выходного раструба сопла

Для выходного раструба сопла применяем слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В:

Плотность ;

Удельная теплоемкость ;

Коэффициент теплопроводности .

Для сечения сопла

,

где

;

,

температура газа в сечении сопла .

Для сечения сопла

,

где

,

температура газа в сечении сопла .

Принимаем толщину ТЗП выходного раструба сопла ; .

Литература

1.  Гречух Л.И., Гречух И.Н. Проектирование РДТТ. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Омск, 2003.

2.  Гречух Л.И., Гречух И.Н. Конструкция и проектирование РДТТ. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Омск, 2003.

3.  Алиев А.М., Липанов А.М. Проектирование ракетных двигателей твердого топлива. – М.: Машиностроение, 1995. 400с.

4.  Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ. – М.: Машиностроение, 1991. 560с.

5.  Голубев И.С., Самарин А.В. Проектирование конструкций летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1991. 512с.

6.  Расчет теплозащитных покрытий РДТТ. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Ракетные двигатели». Омск, 2004. 27с.

Похожие работы

Проектирование твердотопливного ракетного двигателя третьей ступени трехступенчатой баллистической ракеты

Скачать

32874

11

5

... . Согласно рекомендациям давление на срезе сопла:  - для первой ступени;  - для второй ступени;  - для третьей ступени. Принимаем давление на срезе сопла ра=0,012 МПа. 2. Расчет РДТТ   2.1 Проектирование сопла Сопло является очень важным элементом любого ракетного двигателя. Оно во многом определяет все характеристики ракеты, поскольку именно в нем потенциальная энергия горячих ...

Проектирование пневмогидросистемы первой ступени баллистической ракеты

Скачать

44925

3

20

... где  - плотность топлива;  - относительная толщина оболочки для алюминиевых сплавов. Масса бака горючего: . Масса бака окислителя: . 4. Составление компоновочной схемы ступени   Рис.6. Компоновочная схема первой ступени ракеты (М 1:50)   5. Выбор и обоснование схемы системы наддува Системы наддува служат для обеспечения и поддержания требуемого давления в топливных баках. ...

Баллистические ракеты стратегического назначения

Скачать

50895

8

4

... 26 единиц). Р-9А стала последней боевой ракетой в группировке РВСН на кислородно-керосиновом топливе. Она состояла на вооружении до середины 70-х годов.     Межконтинентальная баллистическая ракета Р-16 (8К64) / Р-16У (8К64У)/SS-7 (Saddler) Тактико-технические характеристики Максимальная дальность стрельбы, км 13000 Стартовая масса, т ...

Баллистические ракеты с ядерными боеголовками для подводных лодок

Скачать

34255

1

0

... было обеспечение развития второй эффективной составляющей стратегических ракетных сил страны - морских стратегических ядерных сил. Для достижения этой цели был необходим значительный прогресс в отечественном морском ракетостроении. Основные характеристики ракетных комплексов подводных лодок с баллистическими ракетами Наименование ракеты Р-11ФМ Р-13 Р-21 РСМ-25 РСМ-40 РСМ-50 РСМ-52 РСМ ...