Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД
Курсовой проект - Физика
Другие курсовые по предмету Физика
Курсовая работа
По курсу Испытание двигателей и испытательные стенды
тема Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД
Оглавление
1. Выбор входных факторов
2. Выбор интервала варьирования входного фактора
3. Выбор вида регрессионной модели
4. Планирование испытания
4.1 Выбор плана многофакторного эксперимента
4.2 Построение матрицы планирования испытаний
5. Описание экспериментальной установки
5.1 Пневмогидросхема (ПГС) установки
5.2 Система измерений
5.3 Порядок проведения испытаний
5.3.1 Тарировка излучателя непрерывного спектра
5.3.2 Измерение температуры горения ТК
6. Результаты испытаний
7. Статистическая обработка результатов испытаний
7.1 Проверка на воспроизводимость и стационарность
7.2 Расчет коэффициентов регрессии
7.3 Проверка коэффициентов регрессии на значимость
7.4 Проверка регрессионной модели на адекватность
8. График регрессионной зависимости
Список используемой литературы
1. Выбор входных факторов
Энергетические характеристики топлива определяются его химической природой и соотношением компонентов - горючего и окислителя. Изменяя соотношение компонентов топлива, можно изменять количество выделяемого тепла на 1кг топлива, состав и свойства продуктов сгорания, температуру горения.
Горючее и окислитель, образуя топливную смесь, находятся между собой в определенной пропорции, определяемой коэффициентом:
Кm=mо/mг,
где mо, mг - массовые расходы окислителя и горючего соответственно. Данный коэффициент, называемый коэффициентом соотношения компонентов, влияет на температуру горения Тк. Типичный характер кривой Тк=f(Кm) приводится на рис.1. Наличие максимума на температурной кривой обуславливает ее значимость при проектировании камер сгорания, так как отклонение в ту или иную сторону от него будет существенно влиять на тепловой режим работы двигателя.
Рис.1 График зависимости температуры горения Тк, от коэффициента избытка окислителя ?.
Качественно характер кривой Тк=f(Кm) может быть объяснен следующим образом. При малом Кm (левая часть кривой) в топливной смеси слишком мала доля окислителя, чтобы окислить все горючее. Повышение содержание окислителя приводит к большей полноте сгорания и к возрастанию температуры горения. Максимум температура горения Ткм достигается, когда окислителя в смеси ровно столько, сколько его необходимо для полного окисления горючего, входящего в эту смесь. Такое соотношение называют стехиометрическим Кmо (теоретическим). Дальнейшее повышение доли окислителя обеспечивает полное сгорание горючего, но при этом часть выделившегося тепла затрачивается на подогрев излишков окислителя, который не участвует в реакции. Это приводит к снижению температуры горения.
Топливную смесь удобно характеризовать коэффициентом избытка окислителя:
?=Кm/Кmo,
который показывает в какой степени действительное соотношение компонентов Кm отличается от стехиометрического, и при изменении которого меняется Тк. Поэтому важным входным фактором, влияющим на температуру горения смеси Тк , выбираем коэффициент избытка окислителя ?, т.е. Тк= f(?).
2. Выбор интервала варьирования входного фактора
горение регрессия топливо
Интервал варьирования - это расстояние на координатной оси между основным и верхним уровнями факторов.
ПараметрУровни варьированиянижнийноминальныйверхнийPk8.5011.0013.50
Определяем интервал варьирования ?Pk=2.5
3. Выбор вида регрессионной модели
Типичный характер влияния коэффициента избытка окислителя на температуру горения представлен на рис.1. Поэтому можно предположить, что уравнение, описывающее регрессионную модель, будет уравнением параболы:
Тк =bo+b1? + b11?2
4. Планирование испытания
Планирование испытаний - это определение набора факторов, позволяющих при минимальном числе испытаний получить наиболее достоверную модель исследуемого объекта или явления [1].
4.1 Выбор плана многофакторного эксперимента
Существует следующие виды плана эксперимента:
- план дробного факторного эксперимента(ДФЭ);
- план полного факторного эксперимента(ПФЭ);
- композиционный план (КП).
План эксперимента должен отвечать следующим основным требованиям:
- минимум числа опытов;
- композиционность;
- ортогональность;
- ротатабельность.
ДФЭ не подходит, так как он необходим для построения линейной регрессионной модели.
Для выбранной регрессионной модели подходит ПФЭ, так как:
)Наименьшее число опытов N=pk=31=3(для КП n=2k=4)
)ПФЭ отвечает всем вышеперечисленным требованиям, предъявляемым к оптимальным планам.
4.2 Построение матрицы планирования испытаний
NопытакодPk1+13.502_11.00308.50
5. Описание экспериментальной установки
5.1 Пневмогидросхема (ПГС) установки
В качестве модельных компонентов используется газообразный пропан (горючее) и воздух (окислитель). Оба компонента хранятся в специальных баллонах. Пропан в баллоне находится в жидком состоянии (давление упругого пропана при комнатной температуре составляет около 5*105 Па). Воздух в б?/p>