§ 3. Расчет газового аккумулятора давления |
503 |
окончательно получим
&Р2Б^2Б
G,.=
Я ул
Riarla (1-л) + (Л-1) (1-Х1/*) —
Ср
или с учетом принятых условных обозначений
Ga =----------------- |
k-^------------------ |
, |
(10. 23) |
RaTa (1 - х) + (k - 1) (1 - х1/*) —
Ср
где <7уд — удельный подвод тепла к газу в ккал]кг.
Это уравнение показывает, что специальный подогрев газа в си
стеме топливоподачи уменьшает потребный запас этого газа, а зна чит, и вес баллона для него. При <7УД=0, что приближенно можно принять для ВАД без подогрева воздуха, это уравнение приводит ся к уравнению (10.22).
Подогревать воздух практически можно в особом теплообмен нике за счет тепла продуктов сгорания, отбираемых из камеры дви гателя; однако такой подогрев нерационален вследствие значитель ного веса и конструктивной сложности теплообменника. При подо греве воздуха в специальном подогревателе за счет тепла сжи гаемого небольшого количества горючего в потоке воздуха подо греватель получается конструктивно простым и легким с несложной системой регулирования температуры газа.
Если температура газа в топливных баках каким-либо устрой
ством поддерживается постоянной (Т\Б =7'2б = 7'б = const), |
полу |
|
чим следующие значения: |
|
|
1) |
потребный запас газа в аккумуляторе |
|
|
peVb |
(10.24) |
|
а ^(1-^)’ |
|
|
|
|
2) |
потребный удельный подвод тепла к газу |
|
|
ккал'кг, |
(10.25) |
где <7П0Т — удельная потеря тепла в системе.
Зная теплотворность горючего Нит, можно определить удель
ный расход его (на |
1 кг газа): |
|
|
|
|
|
^уд.г |
f, |
j, (“Ь7пот |
г |
; |
uk ) |
(10.26) |
|
«Рп^иг ?iAr\ |
k |
1 — х‘*К / |
|
||
где фп^О,904-0,95 — коэффициент |
полноты |
сгорания |
горючего |
|||
в воздухе подогревателя. |
|
|
|
|
||
504 Гл. 10. Проектирование и расчет систем топливоподачи ЖРД
В системе топливоподачи горячие газы теряют часть своего теп ла вследствие нагревания ими металлических стенок системы и жидкости в баках. Если применяются пороховые газы, то за счет кислорода воздушной подушки топливного бака и кислорода ком понента топлива они частично догорают с выделением тепла (до
горают газы Нг и СО).
На характер этих процессов влияют:
1)химические и физические свойства горячего газа;
2)конструкция системы топливоподачи;
3)объем воздушных подушек в баках;
4)физико-химические свойства и температура вытесняемых компонентов топлива из баков в камеру двигателя;
5)давление и время подачи компонентов топлива.
Количественный учет этих процессов практически невозможен.
Поэтому при расчете вытеснительной системы подачи горячими га зами эффект упомянутых выше процессов принято учитывать сум марно коэффициентом теплоиспользования горячего газа т)тепл, зна чение которого может быть установлено экспериментально.
При расчетах можно принимать тепловой к. п . д. системы с по
догревом газа, равным
^тепл =Луд~Упот^0,3-^0,4
?уд
Так как qyj=<?„HttTCyjl г, то |
выражению |
(10.26) |
для Судг |
|
можно придать вид |
|
|
|
|
Суд.г |
Б-Т’а |
1 — X \ |
кг1кг. |
(10.27) |
A(l — x'lk ) |
||||
?п7|тепл
Необходимый объем газового баллона аккумулятора давления,
при условии что газовая постоянная R в подогревателе не меняет
ся, определится по формуле |
|
|
|
|
|
= |
Ра Тб 1 — х11К |
(10.28) |
|
|
Ра |
|
||
|
5. Расчет газового |
аккумулятора |
давления |
|
на |
прочность и опр е де лен ие |
его веса. Прочност |
||
ная |
и весовая характеристики |
шарового |
газового |
аккумулятора |
давления определяются по формулам:
1) толщина стенок баллона
g Ра^а^а
(10.29)
а/7м. а
2) сухой вес аккумулятора
|
|
___ |
3 |
^аРа |
ПК |
а |
а “ I м • « |
2 а£> а/Тм.а |
|