Реферат по предмету "Производство"


Расчет параметров идеального газового потока в камере ракетного двигателя

--PAGE_BREAK--ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ СИМВОЛЫ

r       –радиус, мм

S       –площадь, мм2

q       –газодинамическая функция расхода или приведенный расход

λ       –приведенная скорость

M     –число Маха

τ       –ГДФ температуры

π       –ГДФ давления

e       –ГДФ плотности

T*     – температура торможения, К

T       – статическая температура, К

p*      – давление торможения, Па

p        – статическое давление, Па

ρ*      – плотность торможения, кг/м3

ρ        – статическая плотность, кг/м3

aкр     – критическая скорость звука, м/с

a        – местная скорость звука, м/с

c        – скорость газового потока, м/с

G        – расход газового потока, кг/с

ƒ         – ГДФ импульса

pн       – давление во внешней среде, Па

Ф       – импульс газового потока, Н

σп       – коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения

σв.р.    – коэффициент изменения давления при внезапном расширении

σТ       – коэффициент изменения давления при подводе теплоты

P0-у     – сила воздействия газового потока на дозвуковую часть сопла, Н

Pу-
a      – сила воздействия газового потока на сверхзвуковую часть сопла, Н

P0-
a      – сила воздействия газового потока на сопло в целом, Н

Pвнут.   – внутренняя составляющая полной тяги, Н

Pнар.    – наружная составляющая полной тяги, Н

P          – полная тяга двигателя, Н



1. Построение профиля камеры ракетного двигателя.
Рассчитаем значения параметров ракетного двигателя с помощью исходных данных:

1) длина камеры сгорания:

,

2) длина дозвуковой части сопла:

,

3) длина сверхзвуковой части сопла:

 ,

4) радиус камеры сгорания:

,

5) радиус газового потока при входе в камеру сгорания:

,

6) радиус выходного сечения сопла:

,

7)  характерные расстояния  сечений 1, 2, 3, 4, 5 соответственно:

x1=0.35∙ xк=0.35∙134=46,9 мм;

x2=0.5∙ xу=0.5∙123,0869=61,5435 мм;

x3=0.2∙ xу=0.2∙123,0869=24,6174 мм;

x4=0.2∙ xa=0.2∙241,87=48,3740 мм;

x5=0.6∙ xa=0.6∙241,87=145,122 мм.
По рассчитанным параметрам построим профиль камеры сгорания см. приложение. По профилю камеры определяем радиусы промежуточных расчётных сечений r2, r3, r4, r5:
,  ,  ,  .
Рассчитываем площади всех сечений по формуле:



 где  – радиус характерного сечения, мм:


    продолжение
--PAGE_BREAK--2. Расчёт первого варианта газового потока.
 ().
Рассчитаем параметры потока при сверхзвуковом истечении газа из сопла.
1)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «к»:
Приведенный расход для данного сечения:



   С использованием математического пакета MathCADопределяем величину kиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
,

 получаем;
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:     


Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура

           

Найдем скорость газового потока:



2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «0»:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величину 0из решения преобразованного уравнения количества движения для газа (см. приложение 3), находящегося в камере сгорания  между сечениями «0» и «k»), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
,
получаем .
Газодинамические функции определяем по формулам:






где — газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.
            Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:

где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
            Найдем скорость газового потока:

            Найдём  давление и плотность торможения:

            Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
3) Вычислим оставшиеся параметры газового потока в сечении «k»:
Найдем значение давления из преобразованного уравнения неразрывности для живых сечений «0» и «k» газового потока: ;

Найдём  давление и плотность торможения:



Определим недостающие параметры газового потока:




где– статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
4) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «1»:
Найдем λ1 через дискриминант

, где ;



Получаем.
Газодинамические функции определяем по формулам:






где — газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.

Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

Найдем значение
p1 из решения преобразованного уравнения неразрывности:



Найдём  давление и плотность торможения:

           


Определим недостающие параметры газового потока:





где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
5)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «2»:
Приведенный расход для данного сечения:



С использованием математического пакета MathCADопределяем величину  из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
,

получаем;  
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:


После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:




Определим недостающие параметры газового потока:







где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
6)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «3»:
Приведенный расход для данного сечения:



С использованием математического пакета MathCADопределяем величину  из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е. :
,

получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:


где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:



Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:



После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:






Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
7)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «у»:
Данное сечение критическое, поэтому: q(λу)=1, λу =1, Mу=1.
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно


Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:



После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где– статическая плотность, — статическое давление, а– расход газового потока
8)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4»:
Приведенный расход для данного сечения:




С использованием математического пакета MathCADопределяем величину  из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :
,

получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:


Определение параметров газового потока:



где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура

Найдем скорость газового потока:

После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
9)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5»:
Приведенный расход для данного сечения:



С использованием математического пакета MathCADопределяем величину  из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :


получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
10)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения:



С использованием математического пакета MathCADопределяем величину  из решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е. :


получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:
 
После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока

    продолжение
--PAGE_BREAK--3. Расчёт второго варианта газового потока.
 ().
Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в выходном сечении камеры ракетного двигателя.
;


Приведенный расход для данного сечения:





Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:



Определим недостающие параметры газового потока:


где — давление и плотность торможения








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока

4. Расчёт третьего варианта газового потока.
 ().
Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в сечении «5» камеры ракетного двигателя.
1) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5за»:
 
Приведенный расход для данного сечения:

Газодинамические функции определяем по формулам:


где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:

Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной:



где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:



Определим недостающие параметры газового потока:


где — давление и плотность торможения








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения:


;

С использованием математического пакета MathCAD(см. приложение 3, стр. 68) определяем величину  из решения нелинейного уравнения:

,

получаем  
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока


    продолжение
--PAGE_BREAK--5. Расчёт четвёртого варианта газового потока.
 ().
Рассчитаем параметры потока со скачком уплотнения в сечении «4» камеры ракетного двигателя.
1)      Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4за»:

Приведенный расход для данного сечения:



Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:


Определение параметров газового потока:

Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной:



где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

Определим коэффициент изменения давления в прямом скачке уплотнения по формуле:




Определим недостающие параметры газового потока:


где — давление и плотность торможения








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
2) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5»:
Приведенный расход для данного сечения:


;

С использованием математического пакета MathCAD(см. приложение 3, стр. 70) определяем величину  из решения нелинейного уравнения:

,

получим  ;
Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:



Определение параметров газового потока:

Температура торможения за скачком уплотнения остается постоянной:



где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

Давление и плотность торможения остаются постоянными:

Определим недостающие параметры газового потока:










где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока
3) Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения:


;

С использованием математического пакета MathCAD(см. приложение 3, стр. 71)  определяем величину  из решения нелинейного уравнения:
,

получим  ;

Газодинамические функции определяем по формулам:




где — газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:

Определение параметров газового потока:


где — критическая и местная скорости звука соответственно, а — статическая температура
Найдем скорость газового потока:

После сечения «
k» давление и плотность торможения остаются постоянными:



Определим недостающие параметры газового потока:








где – статическая плотность, — статическое давление, а – расход газового потока

    продолжение
--PAGE_BREAK--


Не сдавайте скачаную работу преподавателю!
Данный реферат Вы можете использовать для подготовки курсовых проектов.

Поделись с друзьями, за репост + 100 мильонов к студенческой карме :

Пишем реферат самостоятельно:
! Как писать рефераты
Практические рекомендации по написанию студенческих рефератов.
! План реферата Краткий список разделов, отражающий структура и порядок работы над будующим рефератом.
! Введение реферата Вводная часть работы, в которой отражается цель и обозначается список задач.
! Заключение реферата В заключении подводятся итоги, описывается была ли достигнута поставленная цель, каковы результаты.
! Оформление рефератов Методические рекомендации по грамотному оформлению работы по ГОСТ.

Читайте также:
Виды рефератов Какими бывают рефераты по своему назначению и структуре.