Определение коэффициентов потерь.

Реальные процессы в К.С., в сопле, отличаются от идеальных наличием потерь. Для К.С. значение коэффициента потерь принято равным:

(2.19)

где: - характеристическая скорость реальной камеры;

- теоретическая характеристическая скорость.

Характеристическая скорость равна:

(2.20)

Она зависит от рода топлива и является постоянной термодинамической характеристикой данного топлива, и определяет работу К.С. без сопла.

Коэффициент потерь из – за полноты сгорания топлива в К.С. принят равным:

(2.21)

Коэффициент потерь на организацию внутреннего охлаждения зависит от количества горючего, идущего на создание внутреннего охлаждения.

Задавшись в первом приближении расходом горючего в процентном слое от суммарного расхода топлива , находят

(2.22)

Коэффициент характеризующий отличие удельного импульса тяги реальной К.С. от теоретического удельного импульса тяги вследствие потерь определяется по формуле:

, (2.23)

где: - коэффициент потерь импульса в сопле

- теоретический удельный импульс тяги.

2.3.1.8. Расчёт основных параметров камеры.

При последующих расчётах камеры используются следующие зависимости, полученные в результате термодинамического расчёта:

, (2.24)

где: - степень расширения газов в сопле;

- относительная площадь сопла.

, (2.25)

- площадь среза сопла;

- площадь критического сечения сопла.

При заданном удельном импульсе тяги в пустоте равном и принятых коэффициентах потерь, определяется необходимый теоретический импульс тяги в пустоте.

(2.26)

В работе /1/ приведены графики зависимости от при для различных . Давление в К.С. незначительно влияет на величину удельного импульса тяги. Так как при изменении от 100 до 200 увеличение теоретического удельного импульса составляет:

Целесообразно принять, что оптимальное значение .

Значение относительной площади среза сопла:

Изменение в зависимости от степени расширения газов в сопле приведены в /2/. По этой зависимости (среднее значение æ = 1,136) определяют для относительной площади среза сопла, значения степени расширения газов.

По графику и приведённым /1/, при и можно получить, что .

По ранее найденному определяется характеристическая скорость:

При выборе давления в К.С. используется формула:

, (2.27)

где: - максимально допустимая площадь выходного сечения.

Предварительно принимают , тогда

(2.28)

, (2.29)

где: - коэффициент, учитывающий потери полного давления по длине К.С. от головки, до критического сечения = 0,99.

Оптимальное давление равно

Реализация более высоких давлений в К.С. связана с трудностью охлаждения и обеспечения необходимой мощности турбины для привода ТНА.

Стехиометрическое соотношение компонентов для выбранного топлива:

Тогда соотношение компонентов на головке камеры равно:

Коэффициент среднего по камере. Соотношение компонентов находится по формуле:

(2.30)

Суммарный расход компонентов топлива через К.С.

(2.31)

Расход горючего:

(2.32)

Расход окислителя:

(2.33)

Расход на завесу:

(2.34)

Расход на головку горючего:

(2.35)

Давление продуктов сгорания на резе сопла:

(2.36)

Максимальное значение температуры в К.С., максимальная температура П.С. на срезе, скорость истечения на срезе сопла, газовая постоянная на срезе и в камере, равновесный состав П.С. приведены в работе /4/, и находится по и .

Парциальное давление газов в К.С. и на срезе определяются по формуле:

(2.37)

Результаты расчётов сведены в табл. 2.3, 2.4 и 2.5.

Дата добавления: 2015-07-14