Расчет размеров камеры и действительных параметров двигателя

3. Расчет размеров камеры и действительных параметров двигателя.

Расчет геометрии камеры ЖРД  

 ТОПЛИВО: О_2ж+ НДМГ

Тяга камеры 140.000 кН

Давление на входе в сопло 8.80000 МПа

Удельный импульс 3518.0514 м/с

Расходный комплекс 1729.9965 м/с

Массовые расходы:

окислителя  25.739801 кг/с

горючего 14.291759 кг/с

Параметры камеры сгорания:

а) Общие:

Коэффициент камеры сгорания 0.9800000

Относительная расходонапряженность 1.0000000 с/м

Время пребывания 0.002000 с

Относительная площадь поперечного сечения 5.7803584

Радиус 0.1273693 м

Длина 0.2004792 м

Объем 0.0049648 м3

Радиус скругления R1 0.1018954 м

Радиус скругления R2 0.0794655 м

б) В ядре потока:

Коэффициент избытка окислителя 0.9500000

Идеальный удельный импульс 3678.0345 м/с

Идеальный расходный комплекс 1772.2600 м/с

Идеальная температура 3863.0800 К

Молекулярная масса 25.337700 г/моль

Массовые расходы:

окислителя 23.841951 кг/с

горючего 11.752583 кг/с

в) В пристеночном слое:

Коэффициент избытка окислителя 0.15000000

Относительная доля горючего 0.2000000

Идеальный удельный импульс 2782.8400 м/с

Идеальный расходный комплекс 1400.1200 м/с

Массовые расходы:

 окислителя 1.6978500 кг/с

горючего  2.8391759 кг/с

Параметры сопла:

Коэффициент сопла 0.9800000 Показатель изоэнтропы расширения на срезе  1.1230300 Геометрическая степень расширения  48.611800

 Радиус скругления R3  0.0264885 м

 Радиус минимального сечения  0.0529770 м

 Половина угла раствора конического участка

 сужающейся части сопла  7.0000000 рад

 Коэффициенты потерь удельного импульса на

 трение  0.0198067

рассеяние 0.0082720

Таблица 1

Координаты точек сопряжения контура сужающейся части сопла

-----------------------------

Точка¦ X [мм] ¦ Y [мм] ¦

----+------------+------------+

A ¦ 232.178 ¦ 127.369 ¦

B ¦ 299.122 ¦ 102.293 ¦

C ¦ 333.271 ¦ 72.533 ¦

D ¦ 385.479 ¦ 52.977 ¦

Таблица 2

Координаты контура расширяющейся части сопла

-------------------------------------------+

 NN ¦ X [мм] ¦ Y [мм] ¦ Бета [рад] ¦

 ----+------------+------------+------------¦

1 ¦ 385.479 ¦ 52.977 ¦ 0.000000 ¦

2 ¦ 400.803 ¦ 57.860 ¦ 0.616910 ¦

3 ¦ 450.446 ¦ 90.763 ¦ 0.555199 ¦

4 ¦ 500.089 ¦ 119.762 ¦ 0.503345 ¦

5 ¦ 549.731 ¦ 145.652 ¦ 0.459031 ¦

6 ¦ 599.374 ¦ 168.990 ¦ 0.420636 ¦

7 ¦ 649.017 ¦ 190.183 ¦ 0.386983 ¦

8 ¦ 698.659 ¦ 209.542 ¦ 0.357195 ¦

9 ¦ 748.302 ¦ 227.308 ¦ 0.330604 ¦

10 ¦ 797.945 ¦ 243.674 ¦ 0.306690 ¦

11 ¦ 847.587 ¦ 258.797 ¦ 0.285045 ¦

12 ¦ 897.230 ¦ 272.807 ¦ 0.265340 ¦

13 ¦ 946.873 ¦ 285.811 ¦ 0.247308 ¦

14 ¦ 996.515 ¦ 297.902 ¦ 0.230731 ¦

 15 ¦ 1046.158 ¦ 309.159 ¦ 0.215427 ¦

 16 ¦ 1095.800 ¦ 319.649 ¦ 0.201247 ¦

 17 ¦ 1145.443 ¦ 329.432 ¦ 0.188061 ¦

 18 ¦ 1195.086 ¦ 338.560 ¦ 0.175761 ¦

 19 ¦ 1244.728 ¦ 347.079 ¦ 0.164255 ¦

 20 ¦ 1294.371 ¦ 355.030 ¦ 0.153462 ¦

 21 ¦ 1344.014 ¦ 362.448 ¦ 0.143314 ¦

 22 ¦ 1393.656 ¦ 369.367 ¦ 0.133749 ¦

-------------------------------------------+

6.           Расчет охлаждения камеры двигателя.

Охлаждение камеры, работающего на компонентах: жидкий кислород + НДМГ выполняется согласно пособия для курсового и дипломного проектирования ЖРД [ ].

Охлаждение осуществляется проточным горючим (НДМГ) , далее охладителем. .

Диаметр минимального сечения равен 106 мм, диаметр выходного сечения сопла 697 мм. Давление заторможенного потока в КС Рос=8,8 МПа. Коэф-т избытка окислителя в пристеночном слое ядре потока . Задаемся температурой охладителя на входе в тракт Т_вх.охл.=300 К.

Выбираем в качестве материала стенки сплав БрХ08 и задаемся распределением температуры стенки по длине камеры. Распределение по длине выбираем линейное. В сверхзуковом сопле распределение температуры задаем двумя линейными зависимостями. Значения Т_ст.г. равны: в минимальном сечении 680 К, на срезе сопла 450 К, В камере сгорания 580 К.

Выбираем 7 расчетных сечений по тракту. Массовый расход охладителя выбираем на первом участке;  на остальных участках все горючее проходит через охлаждающий тракт.

Для удобства полученные значения занесены

 в таблицу 6.1.

Выбор геометрии охлаждающего тракта.

На всем протяжении камеры проходят фрезеровки.

а = 1,3-3 мм., - ширина канала,

б = 0,5-2 мм., - ширина ребра,

δ_охл = 2-4 мм., - высота ребра,

δ_ст =0,5-3 мм., - толщина стенки.