546 Гл. 10. Проектирование и расчет систем топливоподачи ЖРД
газогенератора топливо сгорает при такой температуре, при кото рой устанавливается химическое равновесие в продуктах сгорания
топлива (порядка 1900—2200°С). Благодаря этому процесс сгора ния топлива протекает относительно быстрее без выделения сажи
икокса.
Кмоменту поступления этих продуктов сгорания во вторую
зону камеры в них подается дополнительно некоторое количество воды или горючего, в результате чего образуется газ нужной тем пературы, который затем поступает в турбину системы топливопо дачи двигателя. Упрощенно можно считать, что по мере испарения и разложения дополнительного горючего и охлаждения газа, иду
щего от головки, между этим газом и продуктами испарения и раз ложения горючего химические реакции протекают настолько быст ро, что в условиях камеры успевает устанавливаться равновесие. Однако это происходит до тех пор, пока температура газа не сни зится до такого значения, при котором протекание упомянутых химических реакций настолько замедлится, что они в условиях ра боты камеры газогенератора не будут равновесными. Камеры газо генераторов обоих типов обычно охлаждаются одним из компонен тов топлива.
Точный термодинамический расчет рабочего процесса в камере двухкомпонентного газогенератора, т. е. точное определение тем
пературы и газовой постоянной образуемого газа в конце камеры,
в настоящее время невозможен из-за сложности и малой изучен ности кинетики сгорания топлив при малых коэффициентах избыт ка окислителя.
Обычный метод термодинамического расчета ЖРД для двух компонентного газогенератора неприменим вследствие того, что в продуктах горения топлива с весьма малым коэффициентом из бытка окислителя (при температуре ниже 1300—1400° С) химиче ское равновесие не устанавливается.
Теоретическая удельная работоспособность некоторых жидких топлив при а=0,15 и рк = 40 ата характеризуется следующими зна чениями:
|
|
|
(Тк = 1155° К) |
Рк Рк |
||
1) |
керосин + азотная кислота 98%-ная |
63,75-103 |
||||
2) |
то же +80% HNO3 98%-ной и 20% N2O4 (Тк = 1165° К) . . |
. 65,20-Ю3 |
||||
3) |
керосин + 60% |
HNO3 98%-ной и 40% N2O4 |
(Тк = 1180° К) .. |
. 66.65-103 |
||
4) |
тонка-250 + азотная кислота 98%-ной (Тк = 1205° К)................... |
67,35-103 |
||||
5) |
тонка-250 + 80% |
HNO3 98%-ной и 20% N2O4 |
(Тк = 1220° К). |
. 68,90-103 |
||
6) |
тонка-250 + 60% |
HNO3 98%-ной и 40% N2O4 |
(Т’к= 1235°К) . |
. 70,45-Ю3 |
||
7) |
керосин + жидкий кислород (7^ = 1250° К)............... |
.'................... |
80,30-103 |
|||
8) |
этиловый спирт 93,5%-ный + жидкий кислород (7’к=Ю80°К) |
. 59,50-Ю3 |
||||
|
Здесь 7\ К — расчетная теоретическая |
температура продуктов сгорания |
||||
данного топлива. |
|
|
|
|
|
|
|
На фиг. 10. 22 показаны значения |
теоретической температуры |
||||
горения Тк°К и |
параметра RJK |
продуктов сгорания |
керосина |
|||