ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Расширение газа в сопле из "Ракетные двигатели на химическом топливе " В предыдущем разделе приведен метод расчета температуры адиабатического горения и состава продуктов в камере сгорания. Рассмотрим теперь более детально процесс расширения продуктов сгорания в сопле. Для того чтобы выявить важные особенности протекания химических реакций, пренебрежем диссипативными потерями, связанными с трением и теплопередачей, и будем считать, что на входе в сопло газы имеют нулевую скорость, а их температура и состав найдены по описанной выше процедуре. [c.20] Известно, что энтальпия торможения продуктов сгорания высока и распределена по различным степеням свободы молекул в виде поступательного, вращательного и колебательного движений, а также энергии диссоциации молекул (энергию электронного возбуждения и ионизации можно не рассматривать, так как температуры в камере сгорания не настолько высоки). [c.20] Тк происходит за времена порядка 10 с. Время релаксации колебательной энергии уменьшается с повышением температуры пропорционально ехр(Г / ). Что же касается процесса релаксации к равновесию по диссоциации, то он может оказаться существенным при временах расширения порядка 10 с и меньше, что характерно для малоразмерных двигателей (с тягой 250 Н и длиной сопла менее 5 см). Для двигателей тягой 500 Н и выше эти эффекты, как правило, несущественны, хотя для двигателей на высокоэнергетических топливах и камер с низкими значениями рк их все же надо рассматривать. [c.21] В случае когда химический состав заморожен, т. е. dYj = 0, имеем dS = 0. Это означает, что замороженное течение является изоэнтропическим. [c.22] Если dSR = Oy T. e. константа скорости реакции стремится к нулю, мы вновь приходим к уравнению (1.29). При равновесном течении = поскольку это и есть условие химического равновесия. [c.22] Процедура расчета характеристик камеры показана на рис. 2. Модифицированный процесс Брэя изображается следующим образом течение начинается из точки С, соответствующей условиям в камере сгорания, и происходит вдоль равновесной кривой до точки замораживания Б, расположенной сразу за горловиной сопла. Поскольку между точками С и В течение предполагается равновесным, процесс на этом участке считается изоэнтропическим. Далее процесс развивается из точки В в точку / , оставаясь замороженным. [c.25] Легко получить оценку, допустив, что до критического сечения течение равновесное, а после него — замороженное. Такой процесс также происходит в плоскости А и изображен линией -T-S на рис. 2. На рис. 2 показаны также соответствующие изменения энтропии полностью равновесное течение представлено линией С- , полностью замороженное — -f, течение с конечными скоростями реакций — С-/-С-Л, модифицированное приближенное решение Брэя — -B-R и приближенное решение Брэя — С-Г-5. [c.25] Наконец, интересно отметить, что в недавней работе Глика и Акри [55] показана приемлемость одномерного расчета для РДТТ. Как станет ясно из дальнейшего изложения, для ЖРД этот вывод несправедлив. [c.25] Вернуться к основной статье