Динамика газовых трактов

ДИНАМИКА ГАЗОВЫХ ТРАКТОВ [c.150]

Ранее, при выводе уравнений динамики газового тракта, было сделано предположение, что временем распространения энтропийных волн по длине местного сопротивления на выходе (сопла, форсунки и т. д.) можно пренебречь. При выводе уравнений динамики газогенератора с распределенным выходом такого предположения делать нельзя. Остальные предположения остаются в силе. [c.189]

Уравнения динамики газового тракта как системы с распределенными параметрами [c.197]

Характерной особенностью большинства работ немецких авторов по исследованию динамики блока на АВМ [Л. 129, 169] является задание для отдельных участков водопарового и газового трактов передаточных функций определенного типа. Их форма подбирается на основании физических соображений, а постоянные времени определяются полуэмпирическим путем. [c.136]

Во втором издании книга подвергалась существенной переработке. Исключены главы Некоторые сведения из теории автоматического регулирования и Некоторые нелинейные задачи динамики ЖРД . Полностью переработаны главы, посвященные гидравлическим и газовым трактам, методам расчета и особенностям динамических характеристик ЖРД. Основное внимание во втором издании книги уделено формированию математических моделей отдельных агрегатов ЖРД и ЖРД в целом, так как именно достаточно точные модели объекта регулирования позволяют правильно выбрать структуру и параметры системы автоматического регулирования (САР). В отличие от первого издания во втором издании показаны методы формирования математических моделей гидравлических и газовых трактов для двух диапазонов частот— для низких частот, когда эти элементы ЖРД можно рассматривать как объекты с сосредоточенными параметрами, и для высоких частот, когда необходимо учитывать волновые процессы. [c.3]

Если же перейти к более высоким частотам (до 400 Гц), то для решения задач динамики все участки газовых трактов необходимо рассматривать как элементы с распределенными параметрами, т. е. учитывать акустические эффекты—продольные акустические волны. Другие формы (тона) акустических колебаний в газовых трактах из-за ограниченного диапазона частот не рассматриваются. [c.9]

В общем случае для анализа особенностей течения жидкости в тракте конкретного типа необходимо учитывать ряд физических свойств жидкости—сжимаемость, инерцию, вязкость. Нестационарное движение жидкости с учетом всех ее свойств описывается уравнениями гидромеханики (см. подразд. 2.2), решение которых вызывает большие трудности. Поэтому для упрощения анализа динамики пневмогидравлических систем целесообразно формировать математические модели, описывающие нестационарное течение жидкости, отдельно для низких частот (до 50 Гц) и для более высоких частот (до 500 Гц). Для низкочастотной области можно рассматривать участки гидравлических и газовых трактов ЖРД как системы с сосредоточенными параметрами, что существенно упрощает их математическое описание. При анализе динамики ЖРД в более широком диапазоне частот необходимо учитывать акустические эффекты. Соответственно приходится решать уравнения гидромеханики в частных производных, т. е. рассматривать участки трактов как системы с распределенными параметрами (см. подразд. 2.4, 3.3). [c.32]

Температура газа, образующегося при сгорании жидкого топлива (или жидкости в газе), изменяется в зависимости от соотношения между массовыми расходами окислителя и горючего— массового соотношения компонентов, поступивших в камеру сгорания или газогенератор. В динамике, при отклонении от стационарных значений параметров течения в гидравлических и газовых трактах перед камерой (газогенератором), из-за отличия гидравлических сопротивлений и динамических характеристик этих трактов расходы в них меняются по-раз-ному, что приводит к изменению соотношения компонентов. Следствием изменения соотношения компонентов является изменение физических параметров образовавшихся при горении газообразных продуктов сгорания — температуры, состава, газовой постоянной и т. д. Поэтому при непрерывном изменении во времени параметров поступающих компонентов (колебаниях, переходных процессах) каждая вновь образовавшаяся у головки [c.153]

Остановимся вначале на уравнении сохранения количества движения. Как уже отмечалось, в диапазоне относительно низких частот ввиду существенного отличия длины акустической волны X от длины тракта (см. рис. 3.1) можно пренебречь различием мгновенных значений давления в разных сечениях тракта из-за акустических эффектов. Кроме акустических эффектов причиной отличия давления в различных сечениях тракта может служить влияние сопротивления (местного или распределенного по длине тракта) и инерция столба газа. Как будет показано в подразд. 3.6, инерционная постоянная времени газа в тракте как системе с сосредоточенными параметрами связана с емкостной постоянной времени — временем пребывания газа в тракте коэффициентом порядка квадрата числа Маха М. Так как в газовых трактах ЖРД число М невелико (М 0,1), инерционным членом в уравнении динамики тракта можно пренебречь. [c.156]

Система уравнений (3.1.11), (3.1.32), (3.1.38) и (3.1.39) описывает в линейном приближении динамику участка газового тракта с неизотермическим течением в предположении полного мгновенного перемешивания газа. [c.163]

Уравнения (3.2.8) и (3.2.9) или (3.2.10) и (3.2.11) описывают в линейном приближении динамику участка газового тракта, на вход которого подаются два жидких компонента, превращающихся при сгорании в газ. [c.167]

Уравнения, описывающие динамику участка газового тракта при двух предельных вариантах процесса в газе — адиабатическом и с полным мгновенным перемешиванием, по своей форме отличаются от уравнений емкостного (апериодического) звена первого порядка, обычно используемых в теории автоматического регулирования [5 ] для описания динамики процесса в объектах типа газовых емкостей. Действительно, если проанализировать структуру уравнения сохранения массы (3.2.8), то обнаружится, что только при вариации давления за сопротивлением на выходе из тракта форма этого уравнения близка к форме уравнения апериодического звена. При этом, если пренебречь относительно малыми членами с коэффициентом (и—1)/(2и), уравнение (3.2.8) при возмущении совпадает с [c.177]

Как уже отмечалось, структура полученных уравнений участка газового тракта с энтропийными волнами отличается от структуры уравнения апериодического звена, обычно используемого в теории автоматического регулирования для описания процессов, протекающих в газе, находящемся в емкости [5]. Поэтому целесообразно проанализировать особенности динамических характеристик газовых трактов с энтропийными волнами, так как они во многом определяют динамику ЖРД в целом. [c.180]

Динамические характеристики ЖРД в целом во многом определяются динамическими характеристиками газогенератора, обладающего во многих случаях наибольшей характерной постоянной времени (временем пребывания) и максимальной амплитудой энтропийных волн, по сравнению с аналогичными характеристиками для других участков газового тракта. Эти два фактора в первую очередь и влияют как на особенности динамики процесса в тракте газогенератора, так и на динамические характеристики ЖРД. [c.183]

Ранее изложены методы формирования математических моделей основных агрегатов ЖРД (жидкостных и газовых трактов, ТНА) с учетом и без учета акустических эффектов (для гидравлических и газовых трактов) и крутильных колебаний вала ТНА. Из моделей отдельных агрегатов можно сформировать математическую модель ЖРД. В обобщенную схему ЖРД (см. рис. 1.1) без системы регулирования входят четыре гидравлических тракта и три газовых тракта ТНА. Упрощенная математическая модель ЖРД без регуляторов (без учета акустических эффектов и крутильных колебаний вала ТНА) содержит десять линейных дифференциальных или алгебраических уравнений. При анализе динамики ЖРД с регуляторами число уравнений, входящих в модель, увеличивается. Если подставить во все уравнения частные периодические решения [c.243]

Вывод уравнений динамики элементов ЖРД был проведен таким образом, чтобы обеспечить для каждой переменной в уравнении не более одного запаздывания. В частности, для исключения двух разных запаздываний для одной переменной в модели газовых трактов вводились дополнительные уравнения для вариации температуры. Благодаря этому все уравнения системы (6.5.1) имеют единую форму. [c.244]

Динамика изменения газовой фазы определяется непрерывным ростом энтальпии среды при движении ее по тракту блока. [c.220]

Высокочастотные колебания представляют собой акустические колебания продольного и поперечного вида. Для их исследования должна применяться нелинейная динамика с учетом акустических эффектов в газовых емкостях и трактах, сложных физико-химических процессов горения и др. факторов. [c.82]

Изложены методы формирования математических моделей, расчета динамических характеристик ЖРД и анализа его системы автоматического регулирования. Предложены матрично-топологические методы расчета динамики разветвленных газовых и гидравлических трактов. [c.2]

Уравнение (2.1.50) связывает отклонения давления в конце участка тракта с внешними возмущениями — отклонениями давлений на границах участка, т. е. перед и за рассматриваемым участком тракта. Это уравнение удобно для описания динамики трактов, связанных с газовыми и гидравлическими емкостями, для которых характерным параметром является отклонение давления, а также для сопоставления результатов расчетов с данными экспериментов, в которых проще всего измерять отклонения давления. Применительно к трактам на входе в ЖРД более удобной оказывается другая форма записи, при которой в качестве внешних возмущений используются отклонения давления на входе в тракт (в баке) и расхода на выходе (из насоса), а искомой переменной сохраняется отклонение давления на выходе из тракта, т. е. на входе в насос. [c.53]

Уравнения (3.1.9) и (3.1.10), в частности, описывают динамику процесса в демпфирующих устройствах, устанавливаемых в трактах ЖРД, ракеты и стендовых системах для подавления колебаний [21 ] или для обеспечения имитации объектовых условий на стенке [18]. Кроме того, этими же уравнениями иногда описываются динамические характеристики участков гидравлических трактов, в которых присутствует вторая, газовая (паровая), фаза, например зона кавитации. [c.152]

Для расчета динамических характеристик в более широком диапазоне частот с учетом акустических эффектов в газовых и гидравлических трактах и крутильных колебаний ТНА используется методика, аналогичная описанной ранее. Уравнения динамики отдельных элементов ЖРД после преобразований сводятся к следующей форме [c.245]

В самом котельном агрегате также легко выделить участки, оказывающие существенное влияние на характеристики нестационарного режима. Прежде всего это относится ко всему водонаровому тракту. В силу ряда объективных причин (сложность учета всех факторов, гораздо меньшая по сравнению с водопаровым трактом длина, малая аккумуляция тепла) динамика газового тракта рассматривается лишь приближенно. Влияние его на процессы в тракте рабочего тела учитывается либо по статическим зависимостям изменения температуры греющих газов и коэффициента теплоотдачи [Л. 102], либо исходя из условия отсутствия перераспределения тенловосприятия между радиационными и конвективными поверхностями нагрева (считается, что обогрев каждой поверхности изменяется пропорционально тепловыделению в топке) [Л. 112]. [c.134]

И ЭТИМ членом, учитывающим изменение температуры при адиабатическом сжатии (расширении) газа, можно пренебречь. Так как правая часть уравнения (3.3.5) сформирована так, что при члене с временем запаздывания Тз коэффи-Щ1ента нет, то определяющую роль играет коэффициент О. Значение этого слагаемого для окислительного газогенератора зависит от разницы в значениях безразмерного коэффициента наклона температурной кривой / (см. рис. 3.2) и комплекса KJ l+K , содержащего соотношения компонентов К . Для окислительного газогенератора отрицателен, а К и соответственно К / 1 + К ) 1. Поэтому, если х] —1, то /) < 1 и эффекты, связанные с влиянием энтропийных волн на динамику газового тракта, сводятся в основном к появлению дополнительного сдвига фазы. В этом случае АФЧХ газового тракта. [c.182]

Наиболее полно перечисленные условия способны выполнять артиллерийские устройства отката-наката, высокая надежность которых подтверждена в самых экстремальных ситуациях. Реализующий основные принципы этих устройств ДМВ с УВО не требует расходуемых материалов. В каждом цикле работы двигателя используется перетекание одной и той же порции жидкости в двух направлениях. При гашении перетекание жидкости из гидравлической подпоршневой полости в ресивер управляет динамикой движения дифференциального поршня. Время разгона поршня (т.е. время вскрытия окон) минимально ввиду свободного перетекания жидкости через радиальные отверстия, сообщавшие подпоршневую полость с ресивером. При дальнейшем движении поршня выполненные на нем радиальные отверстия частично перекрываются козырьком, на который при своем движении надвигается дифференциальный поршень. В результате дросселирования (перетекания) жидкости через частично перекрытые радиальные отверстия дифференциальный поршень тормозится. После спада давления в камере сгорания газовая подушка ресивера, вытесняя жидкость в обратном направлении, возвращает УВО в исходное положение. Наддув газовой подушки ресивера до необходимого значения (0,3. .. 0,6 МПа) может быть реализован посредством того, что ресивер газосвязан через обратный клапан с газовым трактом сопла. Узлы фиксации дифференциального поршня и узлы воспламенения аналогичны ранее рассмотренному ДМВ с УТТ. Многоразовый узел герметизации вскрываемых окон работает в более жестких условиях по сравнению с аналогичным узлом УТТ несмотря на свое экранирование, он периодически подвергается нагреву в момент вскрытия окон и не имеет жидкостного охлаждения. Если особые требования к надежности узла герметизации УГГ не предъявляются (кратковременная разгерметизация допустима), то малейшая разгерметизация УВО приводит к катастрофическим последствиям. [c.216]

Введен новый раздел Устойчивость контуров ЖРД в области промежуточных частот , в котором описана динамика ЖРД в целом и дан анализ контурных колебаний, возникающих при неудачном выборе параметров его агрегатов. Возникновение этих колебаний во многом определяется наличием энтропийных волн в газовых трактах и крзпгильных колебаний вала турбонасосного агрегата (ТНА). С учетом замечаний к первому изданию во втором издании рассмотрены вопросы управления ЖРД с помощью ЭВМ, формирование математических моделей сложных разветвленных систем питания реактивных систем управления летательными аппаратами. Кроме частотных характеристик при анализе динамики ЖРД использованы характеристики переходных процессов. [c.4]

В связи с этим в подразделах, посвященных динамике гидравлических и газовых трактов, даны две математические модели тракта для низких частот—как системы с сосредото- [c.8]

Наличие энтропийных волн, а также зоны горения не позволяет рассматривать газовые тракты как обычные емкостные (апериодические) звенья. В итоге оказывается, что даже в диапазоне низких частот в трактах ЖРД необходимо учитывать волновые процессы (энтропийные волны), т. е. при определении энтропии (температуры) рассматривать тpaкt как систему с распределенными параметрами. Наличие энтропийных волн оказывает существенное влияние как на динамику трактов, так и на динамику ЖРД в целом. [c.9]

Далее, при выводе уравнений низкочастотной динамики ЖРД в качестве переменных будут использоваться следующие переменные (см. рис. 1.1) температура (на входе) и давления в газовых трактах ЖРД (газогенератора Т , Ртт, газовода Ггаз, камеры сгорания Г , р , расходы компонентов через гидравлические тракты двигателя (и через газогенератор и через камеру сгорания < окз и О з), частота вращения (ТГНА п, БНО Пок и БНГ п ), давления окислителя и горючего на входе в ЖРД Рок.вх, Рт.ъх, а также расходы и температура рабочей среды, подаваемой на турбины бустерных агрегатов. [c.24]

Приведенная на рис. 1.1 обобщенная схема позволяет сделать некоторые общие заключения об особенностях динамики ЖРД, выполненных по разным схемам. Структура ЖРД с дожиганием отличается от структуры ЖРД без дожигания незначительно. В ЖРД без дожигания отсутствует лищь газовод 4, связывающий газогенератор с камерой сгорания. Однако отсутствие этой связи приводит к существенным изменениям динамических характеристик ЖРД, так как в ЖРД без дожигания определяющее влияние на динамику оказывает низкочастотный фильтр—ТНА. При достаточно высоких частотах сигнал, поступающий из газогенератора в ТНА, не приводит к изменению частоты его вращения из-за инерции вращающихся частей. Соответственно этот сигнал не поступает и в камеру сгорания, которая связана с ТНА гидравлическими трактами, а прямой связи с газогенератором по газовому тракту не имеет. Поэтому если управляющее или возмущающее воздействие поступает в ЖРД через газогенератор, то при достаточно высоких частотах оно не проходит в камеру сгорания, так как отфильтровывается ТНА. [c.25]

Паропаровые теплообменники включены по первичному тракту после поверхностей нагрева с суммарной радиационной характеристикой, поэтому при снижении нагрузки котла температура греющего пара на входе в теплообменники возрастает и удельный теплосъем в них увеличивается. Это увеличение теплосъема согласно проекту компенсирует уменьшение тепловосприятия газовой ступени практически без регулирования расхода пара через теплообменники коэффициент байпасирования в диапазоне нагрузок 100—70% от номинальной изменяется всего на 0,04. Другими словами, суммарная расчетная статическая зависимость t"u.n=f D) в данном диапазоне нагрузок близка к стабильной и номинальная температура вторичного перегрева обеспечивается в основном за счет саморегулирования. При таких условиях байпасирование пара является средством поддержания температуры вторичного перегрева в динамике, т. е. при различных возмущениях на блоке. В некоторой степени оно может служить также средством корректировки ста-224 [c.224]

Пример 1. В качестве иллюстрации эффективности алгоритмов рассмотрим задачу об устойчивости формы равновесия гг=у=ш=0 ортот-ропной усеченной конической оболочки, обтекаемой изнутри сверхзвуковьпя потоком газа (рис. 7.4.1, а). Невозмущенное установившееся течение газа будей трактовать как одномерное. Давление, плотность и температуру газа вычисляем по известным формулам прикладной. газовой динамики [c.486]

Первое издание учебника проф. Жуковского было выпупдено в 1934 г., второе и третье его издания были опубликованы в 1940 и 1952 гг. Учебник Жуковского является серьезным и обстоятельным сочинением по технической термодинамике, в котором полно и глубоко трактуются начала термодинамики и общие основы ее теории. Хорошо в нем изложены также общая теория реальных газов, дифференциальные уравнения термодинамики, основы газовой динамики и многие другие разделы. В учебнике уделяется большое внимание освещению физических особенностей исследуе.мых явлений и процессов. [c.342]

Абрамович Г. Н., Прикладная газовая динамика, 4 изд., М., 1976 П и р у-м о в У. Г., Р о с л я к о в Г. С., Течение газа в соплах. М., 1978 Стернин Л. Е., Основы газодинамики двухфазных течений в соплах. М., 1974. С. Л. Вишневецкий. СОПРОТИВЛЕНИЕ АКУСТЙЧЕСКОЕ, характеристика, вводимая при рассмотрении колебаний акустич. систем, равная отношению звукового давления к объёмной колебательной скорости, См. Импеданс акустический. СОПРОТИВЛЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ, активное сопротивление характеризующее излучат, способность антенны. Полная мопщость излучения интерпретируется при этом как мощность, поглощаемая в Любой фидерный тракт, по к-рому эл.-магн. энергия поступает к антенне (двухпроводная линия, волновод и др.), можно считать нагруженным на входное сопротивление антенны, складывающееся из сопротивления джоулевых потерь и импеданса излучения, активная часть к-рого равна [c.701]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...