ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Особенности расчета кривой давления в камере сгорания и проектирования двигателя при наличии конденсированной фазы в продуктах сгорания из "Основы проектирования ракетно-прямоточных двигателей для беспилотных летательных аппаратов " В целях обеспечения более высокого единичного импульса е современных ракетных двигателях применяются топлива с металли-цескими компонентами. При сгорании такого топлива образуются окислы металлов либо твердой, либо жидкой конденсированной фазы. Наличие их в продуктах сгорания топлива приводит к снижению уровней газообразования и нагрева газовой фазы, так как определенная доля тепловой энергии, полученной от сгорания топлива, аккумулируется конденсированной фазой. Это обстоятельство при заданной площади критического сечения сопла неминуемо приводит к некоторому уменьшению давления в камере сгорания и увеличению расхода топлива, т. е. к снижению его КПД. [c.117] Тепло подвод от конденсированной фазы в газовую по тракту сопла позволяет снизить тепловые потери. Для частиц конденсиро ванной фазы очень малого размера полезный межфазовый тепло обмен существенно снижает общие потери энергии. Это объясняется тем что часть тепла конденсированной фазы, аккумулированного ею в камере сгорания, благодаря межфазовому теплообмену восполняет затраты тепловой энергии газового потока на разгон частиц конденсированной фазы. [c.117] Непрерывный подогрев газового потока конденсированной фазой делает течение в сопле неизэнтропическим. Процесс изменения параметров состояния газа вдоль тракта сопла в этом случае является комбинацией процессов, характерных для геометрического, теплового и механического сопел. [c.117] И отношение статической температуры частиц к полной температуре газов в камере сгорания, т. е. [c.118] По физическому смыслу ky — коэффициент проскальзывания частиц конденсированной фазы относительно потока газов, а — коэффициент, учитывающий теплоотдачу этих частиц в газовую фазу потока за время их движения по соплу. [c.118] Чтобы судить о величине коэффициентов kv и т, нужно решить задачу течения двухфазового потока в сопле. Независимо от совершенства схемы расчета точность результатов зависит от того, насколько хорошо известны исходные параметры. Особенно важными являются размер частиц, коэффициент сопротивления и вязкость порохового газа, поскольку эти параметры непосредственно влияют на скорость частиц. Наши сведения об этих величинах довольно ограничены. [c.118] Так как дифференциальные уравнения кривой p t) одинаковы для баллиститного и смесевого топлив, можно приспособить для расчета индикаторной кривой и выходных характеристик двигателя все те уравнения, которые выше были выведены применительно к топливам, не содержащим в продуктах сгорания конденсированной фазы. [c.118] Величина находится термохимическим расчетом или определяется из опыта. [c.119] Верхний предел относится к случаю, когда частицы конденсированной фазы покидают сопло при температуре газов в камере сгорания. Нижний предел отвечает случаю, когда температура частиц конденсированной фазы равна местной статической температуре газов. [c.121] Коэффициент механической инерции ( и = тв/ г) характеризует отставание в потоке твердой фазы от газовой. Его величина ограничена пределами 0 /е 1. [c.121] ИЗ уравнения сохранения вещества. [c.122] По определению, единичный импульс, развиваемый двигателем, равен /1 = р/0п и представляет собой импульс, снимаемый с одного килограмма топлива. [c.123] Выражение для удельной тяги показывает, что ее увеличение за счет введения металлических добавок в топливо возможно только при условии роста величины комплекса (хтв/z) V Q- В противном случае повышение калорийности топлива за счет этих добавок приведет к снижению удельной тяги РД. [c.124] Если предположить, что течение газовой фазы по каналу сопла является изэнтропическим, то величины и могут рассматриваться как коэффициенты согласования с опытом. Это допупдение используется только при определении скорости газов Яв.г в выходном сечении сопла с помош ью формулы (1.67). [c.124] Из рассмотренных кривых 1 ку) следует, что уменьшение удельной тяги при 1 = 0,17 по сравнению со случаем отсутствия конденсированной фазы ( = 0) составляет примерно 5%. Полное отсутствие температурного равновесия снижает удельную тягу для всех значений от О до 1 также примерно на 5%. При наличии теплового равновесия полное отсутствие кинетического равновесия (й = 0) уменьшает удельную тягу примерно на 16,5% и при отсут-стеии как теплового, так и кинематического равновесия — примерно на 20%. [c.125] Для наглядности исследования этой задачи решим числовой пример. [c.125] Наличие конденсированной фазы уменьшает необходимую площадь критического сечения на 4,89 смР- или приблизительно на 17%. [c.126] Вернуться к основной статье