Мир Знаний

Конструирование ДЛА РДТТ (стр. 3 из 5)

Fм = 0,0026 м2;

Диаметр минимального сечения: dм = 0,057м.;

Температура поверхности: Тст. = 2300 К;

Критерий Прандтля:

;

Определяющая температура:

Тf = 0,5ּ(Т+Тст)+0,22ּPr1/3(T0-T) = 0,5ּ(3195+2300) +0,22ּ0,3111/3(3411-3195)=2756,1 К;

Коэффициент динамической вязкости при Тf :

ηf = 0,0000798

Плотность газа при Тf :

Плотность газа при Т0 :

Поправка:

;

Радиус кривизны:

r = dм/2 = 0,057/2 = 0,0287 м.;

Коэффициент конвективной теплоотдачи:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

qл – лучистый тепловой поток в камере сгорания.

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

α = αл + αк = 2224,73+56687,34 = 58912,068

Срез сопла.

Давление продуктов сгорания в критическом сечении:

Ркр = 10270 Па;

Температура в основном потоке газа:

Т = 1480 К;

Температура торможения:

Т0 = 3660 К;

Средний молекулярный вес продуктов сгорания:

μ = 19,42 кг/кмоль;

Теплоемкость ПС:

Ср = 1650,1

;

Коэффициент динамической вязкости:

η = 0,00006452

η0 = 0,00008

Коэффициент теплопроводности:

λ = 0,1745

;

Массовый расход ПС:

кг/сек;

Площадь среза сопла:

Fа = 0,14233 м2;

Диаметр на срезе сопла: dа = 0,458м.;

Температура поверхности: Тст. = 1600 К;

Критерий Прандтля:

;

Определяющая температура:

Тf = 0,5ּ(Т+Тст)+0,22ּPr1/3(T0-T) = 0,5ּ(1480,3+1600) +0,22ּ0,44971/3(3360-1480)=1990 К;

Коэффициент динамической вязкости при Тf :

ηf = 0,00006036

Плотность газа при Тf :

Плотность газа при Т0 :

Поправка:

;

Радиус кривизны:

r = dа/2 = 0,5188/2 = 0,2594 м.;

Коэффициент конвективной теплоотдачи:

Коэффициент лучистой теплоотдачи:

Суммарный коэффициент теплоотдачи:

α = αл + αк = 25,678+143,641 = 169,32

Расчет ТЗП.

1.Переднее днище.

Время работы двигателя 25 секунд.

Материал стенки: ВТ-14;

Плотность: ρМ = 4510 кг/м3;

Прочность материала днища: σ = 1000 МПа;

Теплоемкость титанового сплава: СрМ = 586

Теплопроводность: λМ = 16,9

Коэффициент теплопроводности: аМ = 0,00000642 м2/сек;

Толщина днища: δдн = 0,00445 м.;

Допустимая температура стенки: Тg = 900 К;

Начальная температура материала: Т = 293,15 К;

Материал теплозащитного покрытия: ZiO2;

Плотность: ρп = 4400 кг/м3;

Теплоемкость покрытия: СрП = 733

Теплопроводность: λП = 0,72

Коэффициент теплопроводности:

Коэффициент теплоотдачи: α = 4168,836

Определяем толщину ТЗП для ряда температур стенки (титанового сплава):

Диапазон экслуатационных температур разделим на равные промежутки и проведем расчет по следующим формулам для каждого из них. Данные представлены в таблице:

Температурный симплекс:

;

Коэффициенты аппроксимации, при μ = 0,2…20;

;

Допустимы ряд темпер-тур Т (К) 600 650 700 750 800 850
q= 0,8999 0,8836 0,8673 0,8510 0,8347 0,8184
lgq0= 0,0122
С= 0,4000
А= 0,4500
lgq-lgq0= -0,0580 -0,0659 -0,0740 -0,0823 -0,0907 -0,0992
1/М= 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036
δп(м)= 0,0067 0,0061 0,0056 0,0051 0,0048 0,0045

2.Заднее днище.

Время работы двигателя 25 секунд.

Материал стенки: ВТ-14;

Плотность: ρМ = 4510 кг/м3;

Прочность материала днища: σ = 1000 МПа;

Теплоемкость титанового сплава: СрМ = 586

Теплопроводность: λМ = 16,9

Коэффициент теплопроводности: аМ = 0,00000642 м2/сек;

Толщина днища: δдн = 0,00445 м.;

Допустимая температура стенки: Тg = 900 К;

Начальная температура материала: Т = 293,15 К;

Материал теплозащитного покрытия: ZiO2;

Плотность: ρп = 4400 кг/м3;

Теплоемкость покрытия: СрП = 733

Теплопроводность: λП = 0,72

Коэффициент теплопроводности:

Коэффициент теплоотдачи: α = 4168,836

Определяем толщину ТЗП для ряда температур стенки (титанового сплава):

Диапазон экслуатационных температур разделим на равные промежутки и проведем расчет по следующим формулам для каждого из них. Данные представлены в таблице:

Температурный симплекс:

;

Коэффициенты аппроксимации, при μ = 0,2…20;

;

Допустимы ряд темпер-тур Т (К) 600 650 700 750 800 850
q= 0,8999 0,8836 0,8673 0,8510 0,8347 0,8184
lgq0= 0,0122
С= 0,4000
А= 0,4500
lgq-lgq0= -0,0580 -0,0659 -0,0740 -0,0823 -0,0907 -0,0992
1/М= 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036 0,0036
δп(м)= 0,0068 0,0062 0,0057 0,0053 0,0050 0,0046

3.Критическое сечение.

Время работы двигателя 18 секунд.

Материал стенки: ВТ-14;

Плотность: ρМ = 4510 кг/м3;

Прочность материала днища: σ = 1000 МПа;

Теплоемкость титанового сплава: СрМ = 586

Теплопроводность: λМ = 16,9

Коэффициент теплопроводности: аМ = 0,00000642 м2/сек;

Толщина днища: δдн = 0,004 м.;

Допустимая температура стенки: Тg = 800 К;

Начальная температура материала: Т = 293,15 К;

Материал теплозащитного покрытия: Углерод (пирографит);

Плотность: ρп = 2200 кг/м3;

Теплоемкость покрытия: СрП = 971

Теплопроводность: λП = 5

Коэффициент теплопроводности:

Коэффициент теплоотдачи: α = 77954,46

Определяем толщину ТЗП для ряда температур стенки (титанового сплава):