Особенности процесса сгорания в камере сгорания ЖРД

Особенности процесса сгорания в камере сгорания ЖРД [c.282]

Первая методика расчета лучистого теплового потока с максимальным учетом особенностей процессов, протекающих в камерах ЖРД, была разработана советским ученым Л.Ф. Фроловым в 1955 г. Ученому удалось провести серию уникальных опытов по измерению лучистого потока газов, обобщить полученные результаты и предложить соответствующую графоаналитическую и теоретическую информацию, позволяющую производить соответствующие расчеты. Отличительной особенностью этой методики было то, что она учитывала особенности излучения газов при температурах и давлениях, характерных для продуктов сгорания ЖРД. Ученый, в частности, показал, что излучение водяного пара с увеличением плотности растет, ко лишь до некоторого предела (до значения удельного веса, примерно [c.92]

Общие представления о процессе в камере сгорания позволили выяснить, что, несмотря на сложность явлений, протекающих в камере ЖРД, можно выделить два основных явления, управляющих процессом. Первое из них носит гидродинамический характер и определяет стадию смешения компонентов, а второе определяет химические реакции топливных компонентов — собственно горение. Взаимодействие скоростей этих явлений и специфические особенности такого процесса связаны с диффузионной теорией горения, основные положения которой применительно к ЖРД изложены ниже. [c.131]

Все ЖРД можно условно классифицировать по ряду признаков, например по назначению двигателя применяемым компонентам топлива особенностям системы подачи способам организации рабочего процесса в камере сгорания (КС) и т. п. [c.7]

Полученные в разд. 3.1 уравнения линейных математических моделей газового тракта с неизотермическим течением не связаны непосредственно с конструктивными особенностями конкретных агрегатов ЖРД с протоком газа и организацией процесса в них. В частности, в выведенных уравнениях для общности в качестве внешних возмущающих переменных использовались вариации расхода газа на входе и выходе участка тракта и вариации температуры на входе. Применительно к конкретным агрегатам ЖРД эти вариации оказываются связаны с вариациями других параметров ЖРД. Газ в агрегатах ЖРД образуется в процессе горения жидких и газообразных компонентов, которые поступают через форсунки из гидравлических и газовых трактов. Поэтому в качестве переменных, определяющих внешние воздействия со стороны входа на поток газа в камере сгорания и газогенераторе, удобно использовать вариации расходов жидких и газообразных компонентов через форсунки камеры. [c.163]

Эта реакция осуществляется при получении генераторного газа путем вдувания паров воды в атмосферу окиси углерода над слоем раскаленного угля, отдающего тепло, необходимое для образования водорода, и называется реакцией образования водяного газа. Она имеет также важное значение и в процессах, протекающих в ка- мере сгорания ЖРД. Особенностью реакции водяного газа является то, что в отличие от реакций, ее составляющих, она проходит без изменения числа молей (объема). Следовательно, состав продуктов сгорания, если они образуются в соответствии с этой реакцией, не зависит от давления в камере сгорания. Указанное, обстоятельство снижает эффект повышения давления как меры, препятствующей диссоциации в камере сгорания ЖРД продуктов сгорания углеводородных горючих. [c.182]

Особенности конвективного теплообмена в ЖРД. Особенности конвективного теплообмена в ЖРД тесно связаны с особенностями протекания процессов в камере сгорания. [c.10]

При решении задач нелинейной статики н динамики ЖРД, особенно на начальной стадии, из-за приближенного описания некоторых сложных процессов (например, нестационарного теплообмена при заполнении полостей, преобразования компонентов топлива из жидкости в продукты сгорания, кавитационных явлений в насосах, процессов заполнения и истечения компонентов топлива из смесительных головок камер сгорания и газогенератора н т. п.), использования расчетных, а не реальных характеристик агрегатов двигателя и введения различных допущений от полученных результатов нельзя ожидать высокой точности. Вместе с тем на этом этапе получение даже качественных зависимостей вносит неоценимый вклад в разработку нового двигателя. [c.154]

Первая особенность процесса сгорания в камере ЖРД— высокая тепловая напряженность объема камеры сгорания. Тепловая напряженность (теплонапряженность) объема камеры сгорания или топки измеряется количеством тепла, выделяющимся в единице объема в единицу времени. Обычно теплонапряженность обозначают буквой I) и выражают в размерности ккал1яНас. В ЖРД ее более удобно выражать в ккал л сек. [c.282]

Низкочастотные внутрикамерные колебания возникают в камере сгорания и газогенераторе ЖРД при наличии процесса горения, и природа их возникновения, в первую очередь, связана с особенностями динамики процесса горения. При этом динамика процессов, протекающих в остальных агрегатах ЖРД (трубопроводах, насосах, регуляторах и т. д.), не оказьгоает на них существенного влияния. Этим низкочастотные внутрикамерные колебания отличаются от колебаний в отдельных контурах ЖРД (см. далее), на которые влияет динамика процессов в остальных агрегатах ЖРД. [c.15]

Реактивные системы )Т1равления (РСУ) летательными аппаратами обычно представляют собой многокамерный ЖРД с вытеснительной системой подачи. Основная особенность таких ЖРД с точки зрения динамики по сравнению с рассмотренными ранее типами ЖРД—это разветвленная трубопроводная система подачи в камеры сгорания жидких или газообразных компонентов и многократное, в том числе и периодическое, включение камер сгорания. Большие длины и разветвленность трактов, периодические режимы работы ЖРД способствуют возникновению в системе питания динамических явлений (гидроударов, резонансов и т. д.) и усложняют расчет динамических режимов этих систем. Динамика процессов в камерах сгорания описана ранее, а в данном разделе рассмотрены динамические процессы в разветвленных системах питания. [c.279]

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]

Особенно важно достоверно описать процессы заполнения и одновременного истечения части компонента топлива из смесительных головок в случае применения бесстартерной схемы запуска двигателей, когда запуск ЖРД осуществляется без применения специальных пусковых турбин или пороховых (пневмо- и т. п.) стартеров. При бесстартерном запуске избыточная мощность на турбине создается соответствующей организацией рабочих процессов в газогенераторе и камере сгорания с помощью расходов компонентов топлива, реализующихся под действием перепада давления от входа в двигатель до соответствующего огневого агрегата [3]. [c.58]

При формировании математических моделей основных агрегатов ЖРД учитывались особенности процессов, влияющих на их статические и динамические характеристики. В частности, при описании проточных газовых трактов ЖРД (газогенератора, газовода, камеры сгорания) учитывались существенные отличия процессов, протекающих в них, от процессов, имеющих место в обычной емкости (рассматриваемой как типичный элемент в теории регулирования) образование газа из двух компонентов, процесс горения, формирование в зоне горения энтропийных (температурных) волн, распространяющихся вдоль тракта со скоростью газа. Энтропийные волны образуются в зоне горения из-за несимметричности динамических и статических характеристик трактов подачи двух компонентов, по-разному реагирующих на колебания давления в них. Различия в амплитудах и фазах колебаний расходов двух компонентов приводят к изменению соотношения этих расходов, которое вызывает колебания температуры продуктов сгорания и распространение по тракту энтропийных волн. [c.9]

Газовый тракт ЖРД состоит из проточных частей ряда агрегатов газогенератора, турбины, газовода, камеры сгорания. Процессы в каждой из перечисленных частей тракта имеют свои особенности, которые влияют на их динамические характеристики. Поэтому рассмотрим каждый из агрегатов отдельно. [c.183]

Изучение "механизма" абляции в ракетных двигателях имело дополнительные трудности по сравненению с ее исследованиями на ракетах. Эти трудности были обусловлены тем, что в камерах двигателей происходит взаимодействие абляционного материала с химически активными продуктами сгорания и характер этого взаимодействия для разных топлив — разный. Тем не менее исследования особенностей процесса абляции в ЖРД проводились. Как показано в работе [113], в начале бО-х гг. были получены результаты изучения этого процесса в двигателях, работающих на топливе РР-1 и жидкий кислород, а также на фторводородном топливе. Такие исследования были впоследствии распространены и на другие топливные смеси [176, 181] и широко проводятся до настоящего времени. [c.108]

Одной из основных задач при создании ЖРД является задача обеспечения надежного охлаждения камеры сгорания и oПo a ЖРД. По сравнению с охлажде1 ием других тепловых машин организация охлаждения камер сгорания ЖРД значительно усложняется особенностями процесса сгорания и течения газа в камере двигателя и условиями работы ЖРД как двигательной установки, Процесс сгорания в ЖРД протекает при высоких температурах и высоком давлении. Оба эти фактора способствуют увеличению тепловых потоков к стенкам камеры. [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...