Смекни!
smekni.com

Проектирование двигательной установки и элементов конструкции второй ступени баллистической ракеты (стр. 13 из 24)

Из таблицы №9 видно, что температура жидкой стенки значительно превышает допустимую температуру перегрева охладителя

, в связи с чем охлаждение двигателя не будет надежным.

Для уменьшения теплового потока в стенку КС и, как следствие, уменьшения температуры жидкой стенки необходима организация внутреннего охлаждения.

Внутреннее охлаждение организуется созданием пристеночного слоя и позволяет уменьшить тепловой поток на 50-70%. Организовать пристеночный слой возможно двумя способами: периферийными форсунками горючего или с помощью поясов завесы. Первый из способов конструктивно более прост, но менее экономичен, второй наоборот, конструктивно более сложен, но создает равномерный пристеночный слой по длине КС и более экономичен.

Выбираем первый способ для создания пристеночного слоя. Уменьшаем суммарный тепловой поток на 55% и повторяем расчет.

Таблица №1.18

№ сеч.
, Вт/м2
, м2
, К
, К
, кВт/м2К
, К
, К
, К
0 1,959 0,3848 0 313 6,979 593,8 675,4 634,6
1 1,981 0,03829 2,505 315,5 7,207 590,3 672,9 631,6
2 2,207 0,03374 2,46 318 8,458 578,8 670,8 624,8
3 2,929 0,0262 2,535 320,5 12,08 563 685 624
4 4,19 0,0198 2,74 323,2 19,62 536,8 711,4 624,1
5 3,52 0,03156 3,671 326,9 11,73 627,1 773,8 700,4
6 2,483 0,04091 3,356 330,3 8,719 615 718,5 666,8
7 1,879 0,05041 3,13 333,4 6,99 602,3 680,6 641,5
8 1,584 0,05929 3,103 336,5 7,27 554,4 620,4 587,4
9 1,325 0,06761 2,959 339,5 6,211 552,8 608 580,4
10 1,146 0,07535 2,852 342,3 5,486 551,1 598,8 575
11 1,013 0,08259 2,764 345,1 4,958 549,4 591,6 570,5
12 0,909 0,08936 2,683 347,8 4,554 547,3 585,2 566,3
13 0,8234 0,0957 2,603 350,4 4,237 544,7 579 561,8
14 0,7495 0,1016 2,516 352,9 3,981 541,1 572,4 556,7
15 0,6996 0,1072 2,477 355,4 4,743 502,9 532 517,4
16 0,6335 0,1124 2,352 357,7 4,465 499,6 526 512,8
17 0,569 0,1172 2,204 359,9 4,234 494,3 518 506,1
18 0,5029 0,1218 2,024 361,9 4,041 486,4 507,4 496,9
19 0,4305 0,126 1,792 363,7 3,877 474,8 492,7 483,7
20 0,3385 0,13 1,454 365,2 3,737 455,8 469,9 462,8

По результатам расчета, приведенным в таблице №1.18 видно, что температура жидкой стенки не превышает температуру кипения охладителя по всей длине КС. Температура огневой стенки не превышает критическую температуру для материала стенки равную 1073 0К.

Рис.1.19 Изменение суммарного теплового потока, температуры газовой и жидкой стенок по длине КС

Рис.1.20 Изменение термодинамических параметров продуктов сгорания по длине КС

5.5 Расчет периферийных форсунок горючего

Относительный расход газа в пристеночном слое (для камер с тягой

кН)

; выбираем

Суммарный расход через периферийные форсунки горючего:

.

Для создания пристеночного слоя используются струйные форсунки установленные по концентрической окружности с шагом t=3…4мм.

Количество периферийных форсунок:

.

Расход через одну форсунку:

.

Потребный диаметр форсунки:

;

где

- коэффициент расхода;
- перепад давления на форсунках.

Полученные геометрические параметры форсунок пристеночного слоя, удовлетворяют среднестатистическим данным для струйных форсунок и, следовательно, могут быть изготовлены.


6. Описание камеры сгорания и ТНА проектируемого двигателя

Проектируемый двигатель предназначен для использования на второй ступени УБР. Двигатель состоит из камеры, турбонасосного агрегата, газогенератора, работающего на основных компонентах топлива, четырех поворотных сопел системы управления.

Таблица №1.19

Основные параметры двигателя.

Тяга двигателя в пустоте 208 кН
Топливо окислитель Азотная кислота
горючее Керосин
Секундный расход окислителя
горючего
Весовое соотношение компонентов топлива
Коэффициент избытка окислителя
Давление газов в камере сгорания 6 Мпа
на срезе сопла 0,02 Мпа
Удельная тяга в пустоте 287,3 с
Удельный импульс двигателя в пустоте
Относительная расходонапряженность по КС
Объем КС (до критического сечения)
Коэффициент полноты давления в камере
Коэффициент сопла

6.1 Газодинамический профиль камеры