Двигатели летательных аппаратов
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
выбор произведён для наименьшей температуры).
На втором этапе проводится ряд приближённых расчётов по схеме без дожигания при заданном значении давления и найденных с учётом поправки на давление значениях энтальпии компонентов. Значения энтальпии находятся по формуле:
Полная методика определения энтальпии изложена в [1].
где энтальпия компонента при заданной температуре, давление в камере сгорания.
С учётом этих поправок энтальпии будут равны:
Выбор предварительного значения ? производится по наибольшему значению произведения (RT)кс. Выберем ?=0,24
На третьем этапе производится серия уточняющих расчётов для схемы с дожиганием. Для этого зададимся значениями:
где потери от насосов до ГГ, потери от ГГ до КС, КПД насосов и турбины.
Далее рассматривается баланс мощностей насосов и турбины:
где давления на входах в насосы.
Задаваясь значениями , построим графики и определим их пересечение.
После этого найдём , сработанную на турбине:
Определим новую энтальпию генераторных газов после срабатывания на турбине и реальный состав (условную формулу) горючего, поступающего в КС.
Далее проводится повторный термодинамический расчёт параметров в камере сгорания и находится новое оптимальное значение ?кс, после чего оно сравнивается с предыдущим. Если:
то примем новое значение ?кс как искомое, в противном случае уточняющий расчёт проводится заново, с новыми параметрами.
После получения ?кс проводится расчёт истечения по каналу при известном значении n и находятся параметры на срезе сопла.
Полученные данные приведены в таблице 2:
Результаты термодинамического расчетаТаблица 2
Сечение камеры Горение
в камереСрез
соплаДавление в сечении P, МПа150,06Температура Т, 0К3322,97885,583Молярная масса Мг, кг/кмоль9,9001110,0173Коэффициент избытка окислителя ?0,240,24Показатель изоэнтропы расширения n-1,315
Расчёты проведены в программе Термодинамика.
4.2 Газодинамический расчет КС
Целью газодинамического расчета является определение параметров истекающего газового потока в характерных сечениях КС, удельного импульса ДУ основного блока, геометрических размеров критического сечения и среза сопла.
4.2.1 Газодинамический расчёт идеального канала
1) Расчет термодинамических величин в канале и на его срезе.
Наедем газовую постоянную:
где R0 = 8314 Дж/молькг - универсальная газовая постоянная;
Определяем удельный объем:
По результатам программы Термодинамика:
Показатель процесса:
2) Расчет параметров критического сечения:
Степень расширения в критическом сечении канала:
Определим скорость потока в критическом сечении канала:
Удельный объём продуктов сгорания:
Находим удельную площадь критического сечения:
3) Расчет параметров на срезе сопла:
Определяем степень расширения на срезе канала:
Скорость потока на срезе канала,
,
По результатам программы Термодинамика:
Определяем удельную площадь сопла:
Геометрическая степень расширения сопла,
4) Расчет параметров двигателя:
Найдем удельный импульс на земле:
Расход топлива:
Определяем удельный импульс в пустоте:
Найдем тягу в пустоте:
Площадь критического сечения и среза сопла:
Определим расходный комплекс и коэффициент тяги:
4.2.2 Газодинамический расчёт реального канала
1). Расчет коэффициентов потерь
Коэффициент, учитывающий потери, связанные с недогоранием топлива: ?к=0,97.
Коэффициент, учитывающий потери на рассеивание потока: ?? = 0,992 для ?с=10 - угла полураскрытая сопла канала.
Коэффициент, учитывающий все остальные потери в закритической части канала: ?w? = 0,98.
Коэффициент, учитывающий потери в закритической части канала в пустоте, ?с?:
Коэффициент, учитывающий потери в закритической части канала на земле, ?с0:
где, ??с коэффициент, учитывающий влияние земного противодавления:
2). Расчет реальных параметров двигателя
Удельный импульс в пустоте:
Удельный импульс на земле:
Расход топлива:
Расход горючего и окислителя:
Площадь критического сечения и среза канала:
Диаметр критического сечения и среза канала:
Тяга в пустоте:
Расходный комплекс и коэффициент тяги:
5. Определение габаритов топливных баков
Масса топлива, необходимого для обеспечения работы двигательной установки в течение времени полета определяется как:
,
где массовый расход топлива ДУ;
кг/с;
коэффициент запаса топлива;
;
время работы ДУ;
с;
Дополнительный запас топлива в баках, учитываемый коэффициентом , необходим для гарантированного обеспечения работы ДУ в течение заданного времени при любых допустимых отклонениях расходов компонентов.
Масса топлива, необходимая для обеспечения работы ДУ равна:
кг;
Масса горючего:
кг;
Масса окислителя:
кг;
Объем бака горючего:
м3;
Объем бака окислителя:
м3;
Коэффициент объема бака уч?/p>