Потери удельного импульса

Точный расчет малых концентраций не пмеет важного значения в тех задачах газовой динамики реагирующих сред, где определяются интегральные характеристики. Например, погрешность при расчете малых концентраций при определении потерь удельного импульса на химическую неравновесность при течении многокомпонентной смеси в сопле реактивного двигателя не дает существенной погрешности в результатах исследований. В зада- [c.208]

Рис. 60. Типичные потери удельного импульса, связанные с использованием

В первых экспериментах использовались смесительная головка с отверстиями для пристеночной завесы (смесительная головка №3 на рис. 170—172). Позднее эти отверстия были заварены (смесительная головка 3 ), что позволило повысить удельный импульс (рис. 170). На рис. 171 представлены параметры камеры сгорания с 8=140 в пустоте (удельный импульс /уд, коэффициент тяги f, характеристическая скорость при регенеративном и независимом (стендовом) водяном охлаждении). Из графиков видно, что смесительная головка 3 (без пристеночной завесы) обеспечивает более высокие удельный импульс и характеристическую скорость, но коэффициент тяги у нее ниже. Расчеты хорошо соответствуют экспериментальным данным (рис. 172). На рис. 173 указаны составляющие потерь удельного импульса. [c.264]

Рис. 173. Виды потерь удельного импульса [123].

Расчет неравновесного течения выполнялся от сечения в дозвуковой части сопла, в котором давление составляет р = (0,9—0,95) рсо. От входного сечения сопла и до этого сечения процесс расширения предполагается равновесным. Потери удельного импульса н. обусловленные [c.20]

Суммарная погрешность расчета потерь удельного импульса возникающая в связи с одномерным приближением, неточностью знаний констант скоростей реакций и погрешностями численного интегрирования, оценивается в 15—25% от величины коэффициента потерь [c.21]

Как показано в первом томе Справочника, потери удельного импульса вследствие неравновесного протекания химических реакций зависят от геометрии сопла (диаметр критического сечения и относительный радиус г = г г ), рода применяемого топлива и коэф- [c.21]

Несмотря на большое различие конкретных схем выброса отработанного генераторного газа, все они имеют определенные потери удельного импульса на привод ТНА. Эти потери могут быть оценены коэффициентом [c.41]

Совершенно другое решение получается, если рассматривать камеру как составную часть двигателя наряду с другими его составными частями, ТНА и ЖГГ, и принять в качестве критерия оптимальности удельный импульс двигателя ЖРД- Соответствующая кривая / РД / (Рк) имеет четко выраженный максимум, обусловленный ростом потерь удельного импульса ТНА в связи с выбросом генераторного газа при увели- [c.385]

Точный расчет малых концентраций не имеет важного значения в тех задачах газовой динамики реагирующих сред, где определяются интегральные характеристики. Например, погрешность расчета малых концентраций при определении потерь удельного импульса па химическую неравновесность для течения многокомпонентной смеси в сопле реактивного двигателя пе дает существенной погрешности в результатах исследований. В задачах н<е исследования процессов токсичных компонентов в энергетических установках необходимо с достаточной точностью определять концентрации токсичных веществ. Поэтому становится очевидной необходимость разработки таких итерационных схем решения конечно-разностных уравнений химической кинетики, в которых обеспечивается точное выполнение законов сохранения на каждой итерации и, следовательно, малые концентрации вычисляются с заданной относительной точностью. Напомним, что законы сохранения являются точными интегралами уравнений кинетики. [c.66]

Одна из особенностей внутренних течений состоит в том, что в большинстве случаев оказывается возможным предсказать параметры течения, основываясь на одномерном приближении. В частности, в современных двигателях потери удельного импульса, связанные с неравномерностью потока в выходном сечении, составляют примерно т. е. отличие действительного потока количества движения в выходном сечении сопла от подсчитанного в одномерном приближении составляет 1...2%. Аналогично и величина коэффициента расхода в действительном течении, характеризующая неравномерность потока в минимальном сечении, от- [c.186]

В [33] содержатся графические материалы, позволяющие определить потери удельного импульса, связанные с неравновесным протеканием химических реакций. [c.195]

Основная задача системы защиты стенки камеры — обеспечение надежной работы стенки в течение заданного времени-ресурса при минимальных потерях удельного импульса и минимальном утяжелении конструкции. [c.54]

Организуя внутреннее охлаждение, необходимо помнить, что наличие низкотемпературного пристеночного слоя вызывает определенные потери удельного импульса, которые называют потерями на охлаждение. Эти потери будут тем больше, чем ниже температура в пристеночном слое и чем больший в нем расход. [c.59]

Глубокие исследования рабочего процесса в камере позволили, с одной стороны, снизить потери удельного импульса из-за несовершенства организации процессов, протекающих в КС и сопле, а с другой — снизить потребные объемы и размеры КС и длину сопла. Появились и широко используются более совершенные смесительные элементы и головки, малогабаритные и форсированные КС, повсеместно используются профилированные сопла. [c.350]

Продолжается интенсивное изучение теплозащиты и охлаждения стенки камеры отрабатываются экономичные системы внутреннего охлаждения появляются пористые стенки в разрабатываемых конструкциях двигателей. Все это позволяет обеспечить надежную теплозащиту и охлаждение современных двигателей с высокоинтенсивным рабочим процессом. Вместе с этим удается снизить потери удельного импульса, связанные с организацией теплозащиты стенки. [c.350]

В таких двигателях генераторный газ после турбины выбрасывается в окружающую среду. Ввиду того, что турбины не охлаждаются, температура генераторного газа низкая и газ после турбины, который выбрасывается в атмосферу, обладает неизрасходованным запасом энергии. С увеличением давления в камере растет потребная мощность турбины и расход генераторного газа, что, в свою очередь, приводит к потере удельного импульса тяги, создаваемого камерой двигателя и отбросными [c.9]

Для двигателей верхних ступеней ракет при незначительных величинах тяги потери удельного импульса тяги, связанные с охлаждением, усложнением схемы и повышением массы по сравнению с двигателями без дожигания, не всегда компенсируются выигрышем в удельном импульсе тяги. Кроме того, в двигателях верхних ступеней ракет высокие степени расширения газов в сопле (высокие удельные импульсы тяги) могут быть полу- [c.12]

Вследствие потерь удельного импульса тяги в системе подачи дроссельная характеристика двигателя без дожигания генера- [c.21]

Связующее и металлы типа алюминия являются горючей основой топлива. Наличие металлических присадок в ТРТ обусловливает повышение теплопроизводительности топлива по двум причинам вследствие высоких тепловых эффектов экзотермической реакции окисления металла, а также благодаря увеличению содержания водорода в продуктах сгорания и отсутствию водяного пара в выхлопной струе, что снижает соответствующие потери энергии. Однако практическое применение металлосодержащих топлив связано с определенными проблемами, заключающимися в том, что образующиеся при расширении потока в сопле РДТТ твердые окислы металлов медленнее отдают тепло потоку (термическое запаздывание) и ускоряются не так быстро (скоростное запаздывание), как газообразные продукты сгорания, что приводит к потерям удельного импульса. Связующее представляет собой высокоэластичное вяжущее вещество, которое наполняют окислителем и частицами металлического горючего. Связующее в ТРТ выполняет несколько функций. Являясь важным источником горючей основы топлива, оно, кроме того, должно скреплять между собой дисперсные частицы окислителя и металла, образуя пластичную каучукообразную массу, способную выдерживать большие деформации, возникающие под действием термических и механических напряжений. Таким образом, связующее в значительной мере определяет ме- [c.38]

В поворотных системах весь двигатель, сопло или выхлопные патрубки турбины установлены в подшипниках и могут поворачиваться в пределах какого-то угла с изменением направления вектора тяги. Это наиболее распространенный способ управления (маршевые двигатели Н-1 и F-1 ракет-носителей семейства Сатурн , маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл SSME, RL-10, ЖРД с центральным телом), так как характеризуется минимальными потерями удельного импульса. Газовые рули и дефлекторы изменяют направление движения газового потока на выходе из сопла. Они доказали свою высокую надежность, но подвержены сильной эрозии и их применение приводит к потерям осевой тяги. Вторичньш впрыск рабочего тела (газа или жидкости) через стенку расширяющейся части сопла в основной поток продуктов сгорания приводит к возникновению косых скачков уплотнения, вызывающих изменение направления истечения части газа. Вспомогательные управляющие сопла постепенно эволюционировали к ЖРД малой тяги, которые также используются для управления космическим аппаратом и регулирования скорости полета при выключенном маршевом двигателе. Маленькие верньерные ЖРД применялись на ракетах Тор и Атлас . Они же используются в системе реактивного управления ВКС Спейс Шаттл . [c.201]

При начальной температуре огневой стенки 850... 1000 К, потери на ее охлаждение несколько выше. Однако при тягах ЖРД (8. .. 10) -10 Н и более дополнительные потери удельного импульса относительно невелики. В то же время ресурс камеры сгорания увеличивается до нескольких десяткрв тысяч секунд. За это время водОрод и кислород проникают в медную стенку и растворяются в металле. Растворение газов и, особенно, водорода снижает теплопроводность медных сплавов. Теплопроводность огневой стенки снижается также из-за микрорартрескивания металла. Это вызывает увеличение перепада температур в стенке, а следовательно, павышение температуры ее поверхности со стороны продуктов сгорания, что ускоряет процесс растворения кислорода и водорода, охрупчивания и растрескивания металла стенки по приведенной выше схеме. Поскольку скорость растворения и диффузии у водорода существенно выше, чем у кислорода, то скорость процесса разрушения огневой стенки будет определяться более низкой скоростью растворения кислорода. Следовательно, в этом случае, при работе камеры сгорания ЖРД, происходит самоускоряющийся процесс ее растрескивания и перегрева, причем наиболее интенсивно этот процесс протекает в областях камеры с наибольшей начальной температурой стенки. Такими областями обычно являются входная часть сопла, или область критического сечения сопла. [c.99]

Результаты расчетов химически неравновесных течений продуктов сгорания топлива N2O4+( H3)2NNH2 представлены в виде графических зависимостей коэффициента потерь удельного- импульса ( процентах) от относительного радиуса г для серии фиксированных величин Оок, рсо, d - На каждой странице представлено шесть фигур для заданного значения коэффициента избытка окислителя ок. Каждая фигура соответствует одному выбранному значению давления торможения на входе в со пло Рсо, величина которого в МН/м указана. на графике, и серии значений d в мм. [c.30]

На практике, если это возможно, несмотря на высокую эффективность внутреннего завесного охлаждения, ограничиваются внутренним заградительным от головки охлаждением и мощным проточным охлаждением. Такая схема теплозащиты стенки оправдывается упрощением конструкции камеры и технологии ее изготовления, что особенно важно при высоких давлениях в камере сгорания. Кроме того, снижаются потери удельного импульса на внутреннее охлаждение, т.е. повышается экономичность двигателя. [c.116]

Для системы С — О — Н ири температурах То < 2300 К течение в сопле является замороженным [6, 144, 213], что может приводить к большим потерям удельного импульса (до 10 %). Действительно, при таких температурах состав продуктов сгорания в равновесных условиях может быть в ряде случаев определен с помощью реакции водяного пара Н2О + СО = СО2 + Нг. Однако в таком виде реакция в действительности ие реализуется, а осуществляется через записанную в табл. 6.1 цепочку реакций. В каждой реакции этой цепочки должны участвовать либо радикал ОН, либо атомарные комиоиепты О и Н, которые при температурах, меньшик 2300 К, практически отсутствуют. Это приводит к тому, что реакции, представленные в табл. 6.1, не протекают и заморожены, начиная ог камеры сгорания. [c.268]

Разницу импульса в равновесном и перавиовесном течениях, отнесенную к импульсу в равновесном течении, называют коэффициентом потерь удельного импульса, обусловленным неравновесным протеканием химических реакций, и обозначают н- [c.269]

В [6] и последующих томах этого справочника содержатся сведения о величинах для ряда топлив, применяемых в Нлидкостиых реактивных двигателях там же представлены многопараметриче-ские графики, позволяющие рассчитать н. Анализ потерь удельного импульса для двигателей различных типов, в том числе для сверхзвуковых и гиперзвуковых прямоточных двигателей, дан в [212]. Типичные зависимости от величин (1 , ро показаны па рис. 6.7, прп построении которых учтено, что н О при (1 , ро < . Видна очевидная тенденция роста при меньшении и увеличении [c.269]

Известно, что константы скоростей реакций отличаются в некоторых случаях на один-два порядка. В связи с этим некоторыми авторами были проведены исследования влияния констант скоростей различных реакций на параметры течения (см., например, [144, 212]). Можно отметить общую закономерность, согласно которой влияние констант скоростей является наибольшим в тех областях, где течение является промежуточным между равновесным и замороженным, и наименьшим, где течение близко к равновесному или замороженному. Поэтому для сонел крупногабаритных двигателей ЖРД и РДТТ с высокими давлениями и температурами в камере сгорания, в которых течение близко к равновесному, варьирование констант скоростей реакций оказывает незначительное влияние на параметры течения. При этом наиболее чувствительными к изменению констант скоростей реакций оказываются концентрации компонент, а наименее чувствительными — потери Удельного импульса. [c.271]

Рассмотрим потери импульса кн, обусловленные колебательной неравно-весностью. Зависимость потерь импульса кп от г показана на рис. 6.12. ono- о ставим прп одинаковых условиях потери удельного импульса, обусловленные неравновесным протеканием химических реакций и колебательной неравно- Рис. 6.12. Зависимость потерь весностью. Поскольку процессы реком- импульса, связанных с коле б а- [c.285]

Обоснованием такого приближенного подхода служат представленные выше результаты расчетов в одномерном приближении, согласно которым параметры газа при неравновесном и равновесном двухфазных течениях мало отличаются. Очевидно, что приближенный способ является значительно более простым. Сравнение расчетов, выполненных с использованием этих двух способов, показывают, что получающиеся в обоих случаях значения параметров газа и частиц в дозвуково области близки между собой. В трансзвуковой области они могут отличаться на 10—15 %, что может привести к отличию траекторий частиц и координат точек выпадения частиц на контур сопла в сверхзвуковой области. Указанное различие существенпо при определении потерь удельного импульса, что будет продемонстрировано в следующем пункте. Ниже обсуждаются ре-зз льтаты расчетов по второму приближенному методу. [c.307]

Расчет кристаллизации капли и ее температуры. В работе [31] рассмотрены различные модели кристаллизации капли и дано математическое описание этого процесса совместно с уравнениями газовой динамики применительно к случаю движения канлн в сопле. Изучены случаи, когда температура капли постоянна по ее объему и когда раслределение температуры определяется в процессе решения всей задачи. Даны оценки потерь удельного импульса, связан- [c.336]

Рассмотрим влияние колебательной неравновесности на параметры течения в сопле и потери удельного импульса на примере расширения продуктов сгорания топлива ( Hз)2NNH2+N204. На рис. 5.6 представлены зависимости относительных колебательных температур различных компонентов от относительного радиуса сопла г = г/г при различных значениях параметра о]) и коэффициенте избытка окислителя а=1,2. Видно, что по мере уменьшения параметра колебательные температуры компонентов все более отклоняются от равновесных и при достаточно малых значениях о]) и больших степенях расширения могут даже замораживаться. Чем меньше значение г]), тем ближе к критическому сечению происходит отклонение колебательных температур от равновесных значений. При уменьшении о]) наиболее отклоняются от равновесных значений колебательные температуры Нз, N0, N3 и СО. Например, если при 1 1 = 6,25-10 Па-мм колебательные температуры СО2 и Н2О близки к равновесным значениям, то колебательная температура СО при =10 превышает равновесное значение более чем в J,5 раза. [c.201]

Организация недежной защиты стенок современных высоконапряженных камер сгорания при небольших потерях удельного импульса — одна из трудных задач, возникающих при создании новых конструкций. Нередко наблюдаются случаи, когда, прежде чем удается создать двигатель с надежной защитой стенок, приходится проводить большую экспериментальную и конструкторско-исследовательскую работу. [c.53]

Потеря тяги при управлении вдувом определяется потерей удельного импульса. Так как расход ntynv направлен перпендикулярно потоку, то тяга уменьшается в отношении т — тупр к т, и потеря тягн на органах управления в данном случае будет [c.294]

Регуляторы расхода нашли широкое применение во всех областях техники, например в двигателях внутреннего сгорания, агрегатах воздушно-реактивных двигателей, пневмо- и гидромагистралях и Т.Д. По проектированию регуляторов общего назначения имеется достаточно много методической литературы, например [11, 14, 55] и др. Вместе с тем характер условий работы регуляторов в ЭУТТ значительно отличается от обычных , особенно своей интенсивностью (сочетанием высоких уровней давления, температуры, скоростей потока), жесткими ограничениями массовогабаритных характеристик необходимостью обеспечения высокого быстродействия при офаниченной мощности приводов необходимостью ограничения потерь удельного импульса и т.п. К этим особенностям добавляется принципиальное отличие в характере расходной (дроссельной) характеристики, т.е. зависимости величины расхода от положения исполнительного элемента [57. Для регуляторов, используемых в промышленности, изменение площади минимального сечения не вносит заметного возмущения в источник рабочего тела, в то время как для регуляторов ЭУТТ изменение проходной площади весьма значительно влияет на газоприход и давление в КС. [c.342]

К специфическим требованиям следует отнести в частности обеспечение равенства порога чувствительности изменения выходного пгфаметра от перемещения ИЭ достижение линейности изменения расхода от перемещения ИЭ обеспечение заданного быстродействия при ограниченной мощности привода либо, наоборот, при заданной мощности привода достижение максимального быстродействия минимизацию потерь удельного импульса тяги как за счет исключения непроизводительных потерь потока. [c.345]

Конструкции РР, разработанные на основе этих схем, отличаются от остальных самым минимальным гидравлическим сопротивлением потоку, поскольку ПС, как правило, проходя по тракту регулятора, сохраняют осесимметричное или близкое к нему течение при одновременном минимальном вынужденном изменении своей траектории движения. Следовательно, данные схемы х ак-теризуются минимальными потерями удельного импульса тяги, большей надежностью и ре фсом. [c.346]

Расчетное определение остальных видов потерь связано с рядом трудностей. В особенности это относится к двухфазным потерям, которые для РДТТ с металлизированными топливами являются основным видом потерь удельного импульса. Это объясняется недостаточной изученностью механизма взаимодействия между конденсированными частицами и газом, природы процес- [c.127]

В работе [19] приведены типовые значения сопловых потерь удельного импульса для РДТТ на алюминизированном топливе, полученные на основе экспериментов с двигателем тягой 230 кг [c.128]

В работе [19] указывается, что разные виды потерь удельного импульса как потери из-за двухфазности течения, из-за рекомбинационных процессов, отвода тепла в стенки сопла и потерь в пограничном слое могут быть связаны с давлением в двигателе и с размерами сопла следующим образом [c.141]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...