Материал: Шевелюк, М. И. Теоретические основы проектирования жидкостных ракетных двигателей учебное пособие для высших учебных заведений

Внимание! Если размещение файла нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам

578 Гл. 10. Проектирование и расчет систем топливоподачи ЖРД

Характер движения жидкости в канале определяется по извест ной формуле критерия Рейнольдса:

	Ре _ *>а»к _		=± ° аэк = 4G
	V	Tg	F Ttg	Hig
где	— эквивалентный	(гидравлический)		диаметр канала,	опре
	деляемый по формуле
	F — площадь поперечного сечения этого канала в л<2;				канал
	G — расход охлаждающей		жидкости	через этот же	канал
	в кг/сек-,

w м/сек, т] кгсек/м2, v м2/сек и у кг/м2 — средние значения соответ

ственно скорости движения, коэффициентов динамиче ской и кинематической вязкости и удельного веса жидко сти;

g — ускорение силы тяжести в м/сек2-,

П— периметр канала, по которому происходит трение жидко сти, в м.

При ReKP<2300 (для гладких каналов) движение жидкости ламинарное, а при ReKP > 2300 —турбулентное. Для шероховатых каналов Re меньше, чем для гладких.

Полное понижение давления данного компонента топлива в си стеме подачи двигателя выражается формулой

Др = 2АЛр + 2лРм.с+54Рск’

(10.87)

где Дртр = $тр——— кг/м2 — потери давления жидкости в канале

ЭК

. '(W2

данного прямого участка; здесь I—длина этого канала в м и ?тр—коэффициент трения жидкости

о стенки канала при ее движении со скоро стью w м сек, определяемый в зависимости от

характера движения жидкости по известным

формулам курса гидравлики;

потеря давления жидкости из-за местных со

противлений в магистралях двигателя (резких

расширений и сужений каналов, колен, раз ветвлений, клапанов, дроссельных шайб и т. п.); здесь £тр — коэффициент местного сопротивле ния, который определяется по соответству

ющим формулам или берется из таблиц, обычно приводимых в курсах гидравлики и в специаль ных справочниках;

§ 13.	Гидравлический расчет системы топливоподачи	579
дрск =72®2-----------------—71да1	понижение давления жидкости в канале вслед-
	ствие увеличения скорости ее движения.

При точных расчетах необходимо учитывать также подъемную силу жидкости, возникающую при ее нагревании.

Понижение давления жидкости в ЖРД может происходить на участках:

1)охлаждающего тракта камеры двигателя;

2)топливных форсунок;

3)трубопроводов с арматурой.

Вохлаждающем тракте двигателя потерю давления жидкости обычно определяют как сумму сопротивлений отдельных участков, на которые была разделена камера при определении удельных теп ловых потоков. Для каждого из этих участков расчетные парамет ры принимают равными таковым на середине участка и постоян

ными по всей его длине.

Для различных форм охлаждающих трактов камеры двигателя

формулы для определения Re и									можно привести к следующему
виду (см.			фиг. 9. 8):
1) в случае				гладкого кольцевого тракта (считая из-за малости
зазора	2	ж	значение drD=dx)
Jr		ж			ср	ж/
			Re = —" =		4G		и	dSK = — =4та/нАк = 22;
				H<,g	2TdKTg				П	2та/ж
2)	в случае кольцевого тракта								с продольными ребрами и вин
тового тракта
Г,			4G,-		4G,-		и	,	4Fi	4ab	2аЬ
Re —------				=---------------			и	d.„ — —-		- ----------	=------- ,
				2(a+b)rg					nt	2(a-\~b)	a-r b

где G,- — ——расход охлаждающей жидкости через i-тый канал;

Fl = аb — площадь поперечного сечения i-того канала; /7=2 — периметр этого канала.

Гидравлическое сопротивление всего охлаждающего тракта ка

меры с винтовыми и продольными ребрами равно гидравлическому

сопротивлению какого-либо одного z'-того канала.

Коэффициент трения жидкости в винтовом канале охлаждаю щего тракта камеры определяют по формуле 1

^тр.в Р^тР>

где р — поправочный коэффициент, вычисляемый по формуле

1 Г. Б. С ин яр ев и М. В. Добровольский. Жидкостные ракетныг двигатели. Оборонгиз, 1957.

37*

580 Гл. 10. Проектирование и расчет систем топливоподачи ЖРД

= 1 +3,5^;

здесь dB — средний диаметр винтовой линии /-того канала.

Длину винтового канала охлаждающего тракта данного участка,

камеры определяют по формуле

В	.	»
	Sintfcp

где I — длина данного участка тракта и

<Рч> — средний угол наклона винтовой линии данного участка ка

меры.

Потеря давления жидкости в охлаждающем		тракте	камеры
двигателя складывается в	основном из потерь	на трение Ддрохл
и потерь в результате местных сопротивлений Дрм.с.охл, т. е.
АРоХЛ	Стр оил 4“ ^Рм.с.охл-		(10. 88)
Обычно Дрм.е.охл значительно меньше Д/7тр.охл>		н0 для	некото

рых конструкций охлаждающих трактов камеры первая из этих

потерь может достигать значительной величины и даже превы шать значение второй.

Полное понижение давления жидкости в охлаждающем тракте камеры ЖРД может достигать Арохл~5-н20 кг/см2.

В форсунках двигателя понижение давления жидкости опреде ляется по известной формуле

д1 / Оф ч2

ДРФ=^(—) ^/ж2.

2g f \^ф/

В трубопроводах двигателя потери давления жидкости (газа)

складываются из потерь на трение жидкости о стенки и местных

потерь и определяются, как уже отмечено, по формулам и данным

справочников по гидравлике. При этом коэффициенты местных со противлений определяются в зависимости от рода преграды на пути движения жидкости (газа).

Потерю давления жидкости в соответствующих конструкциях клапанов определяют проливом через клапан воды.

В современных ЖРД суммарный перепад давлений отдельных компонентов топлива в системе подачи двигателя достигает

А^с.п —8-4-25 кг/см2.

Зная величину Арс.п, можно установить давление подачи компо нентов топлива в камеру сгорания двигателя и рассчитать на

прочность системы топливоподачи и автоматики управления дви гателя.


§ 14. Настройка ЖРД для работы на номинальных параметрах				581
§ 14. Настройка ЖРД для работы на номинальных параметрах
Настройку ЖРД на заданную	величину тяги	и оптимальное
соотношение компонентов топлива	производят в	зависимости		от
принятой системы и схемы топливоподачи.			величину
В некоторых выполненных двигателях необходимую
тяги устанавливают1:			редуктора
при топливоподаче с ГАД — настройкой пружины

давления подачи компонентов топлива из баков в камеру сгорания двигателя, установленного на баллоне сжатого газа этой же систе мы; двигатель запускают посредством открытия запорного клапана перед редуктором и программного открытия клапанов для прохода компонентов топлива в камеру сгорания;

при топливоподаче с ЖАД — настройкой пружины редуктора давления подачи вспомогательных компонентов топлива, установ ленного на баллоне сжатого газа той же системы; запускают дви гатель посредством открытия запорного клапана перед редуктором

и программного открытия топливных клапанов для прохода вспо могательных компонентов топлива в газогенераторы;

при топливоподаче с ПАД — настройкой пружины клапана

сброса избыточного давления из камеры порохового аккумулятора подачи горячих пороховых газов в топливные баки; запускают дви гатель в работу электрозажиганием порохового заряда ПАД;

при топливоподаче с ТНА, питаемым газом от однокомпонент

ного перекисеводородного газогенератора с жидким катализато ром, — настройкой пружины редуктора давления подачи перекиси водорода и жидкого катализатора из бачков в реактор (камеру

смешения), установленный на баллоне сжатого газа той же систе мы; запускают двигатель посредством открытия запорного клапа

на перед редуктором и программного открытия клапанов газогене

ратора и клапанов основных компонентов топлива для прохода их в камеру сгорания;

при топливоподаче с ТНА, питаемым газом от однокомпонент

ного перекисеводородного газогенератора с твердым катализато ром, и насосной подачей перекиси в реактор — установкой на тур бонасосном агрегате регулятора числа оборотов, дозирующего не обходимый расход парогаза в турбину насосного агрегата; запу скают двигатель раскруткой турбонасосного агрегата пороховыми газами или сжатым воздухом от баллона, установленного на борту снаряда или на стартовой площадке;

при топливоподаче с ТНА, питаемым газом от двухкомпонент

ного газогенератора, работающего на основных компонентах топли ва, — установкой на турбонасосном агрегате регулятора числа обо ротов, дозирующего необходимый расход газов в турбину насос ного агрегата, и калибровкой узлов системы питания газогенерато

1 Jet. Propulsion, v. 27, No 6, 1957.

Источник: https://tut-files.ru/previewfile/124647

Смотрите также:

«Характеристика объектов коммерческой деятельности в торговле»
05_линейная регрессия
1253
1310
1846
2448
2448
25.05.20 г. Расчёт срока окупаемости
3_Pravookhranitelnye_organy_otveta_na_65_vopro
3244