Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Двойное оплодотворение у цветковых растений: Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы...
Топ:
Особенности труда и отдыха в условиях низких температур: К работам при низких температурах на открытом воздухе и в не отапливаемых помещениях допускаются лица не моложе 18 лет, прошедшие...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Как мы говорим и как мы слушаем: общение можно сравнить с огромным зонтиком, под которым скрыто все...
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Дисциплины:
2022-10-29 | 53 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
По условию устойчивости необходимо выполнение условия (3), где ркр – критическое внутренне избыточное давление, приводящие к потере устойчивости днища в экваториальной зоне, которое определяется по формуле: ,
где К = 1,21 при условии а = R, b =0,5 R.
Расчет
Исходные данные
Давление в камере рк = 6,0 МПа;
Радиус цилиндрическое части КС R ц = 0,151 м;
Материал внешней стенки КС
марка Х16Н16
предел прочности МПа
модуль Юнга Е = МПа
Коэффициент запаса n = 1,5;
Коэффициент безопасности f = 2;
Массовый секундный расход окислителя кг/с;
Плотность окислителя кг/м3
Параметры прототипного двигателя (С5.33):
Диметр КС D кпр = 0,48 м;
Диаметр патрубка d 0пр = 0,19 м.
Расчет толщин выпуклых днищ
Определим параметры проектируемой КС на основе данных прототипного двигателя:
,
Подставим коэффициент К в формулу с размерами проектируемой КС и определим диаметр патрубка проектируемой КС:
м,
м.
м.
Определяем скорость окислителя в подводящем патрубке ФГ, W = 8…30 м/с.
Принимаем 8 м/с.
Из формулы для нахождения r 0 выразим W:
м/с
Найденная скорость находится в допустимом диапазоне.
Найдем давление в полости днища.
МПа,
МПа,
Данное значение находится в допустимом диапазоне атм.
Принимаем МПа.
Схема 1.
Эллиптическое днище (рис. 1.1)
R = R ц = 0,151 мм.
Проверяем выполнение условия (1.1)
условие выполняется
мм,
.
Схема 2.
|
Полусферическое днище(рис. 1.2)
R = 2 R ц = 0,302 мм.
м.
Схема 3.
Торосферическое днище(рис. 1.3.)
R = R сф = 2 R ц = 0,302 м;
м.
м,
.
Схема 4.
Плоское днище.
R = Rц = 0,156 м.
м.
Исходя из рекомендаций для плоских днищ h = (2…4) м, принимаем h = 4 м.
Для необходимой жёсткости днища укрепляем его штыревыми форсунками.
Проверка на устойчивость торосферического днища
При проверке на устойчивости днища должно выполнятся условие (1.4).
R сф = 1,15 R ц = 0,174 м.
м,
где МПа.
Принимаем hT = м из условия .
Радиус тора м,
где ,
. МПа.
Проверяем выполнения условий (1.4):
0,25 R ц = 0,037 м
,
, условия выполнены.
Проверка на устойчивость эллиптического днища (рис. 1.1)
a = R ц = 0,151 м;
b = 0,5 R ц = 0,076 м.
МПа
Проверка условия устойчивости:
Условие выполнено.
Найдем окружные и меридиональные напряжения для эллиптического днища по формулам:
– меридиональные напряжения;
– окружные напряжения,
где R 1 и R 2 - главные радиусы кривизны, находящиеся по формулам:
– меридиональный радиус;
– окружной радиус.
В эллиптических днищах max напряжения, обычно в полюсе днища:
МПа.
Найденные значения занесем в таблицу 1.1 и построим по найденным данным эпюру.
Таблица 1.1
Результаты вычисления напряжений возникающих в эллиптическом днище
, град | R 1, м | R 2, м | , МПа | , МПа |
0 | 0,302 | 0,302 | 541 | 541 |
10 | 0,265 | 0,289 | 518,1 | 471,2 |
20 | 0,237 | 0,26 | 465,5 | 302,1 |
30 | 0,013 | 0,228 | 409 | 102,2 |
40 | 0,09 | 0,202 | 361,5 | – 86,6 |
50 | 0,066 | 0,182 | 325,6 | – 247,6 |
60 | 0,052 | 0,168 | 300,1 | – 375,1 |
70 | 0,043 | 0,158 | 283,2 | – 467,1 |
80 | 0,039 | 0,153 | 273,6 | 523,5 |
90 | 0,038 | 0,151 | 270,5 | – 541 |
Рис. 1.5. Расчётная схема эллиптического днища.
Вывод
Если сравнивать толщины наружных днищ то самые небольшие толщины имеют полусферическое и эллиптическое днище h. Так как все днища изготовлены из одного материалаХ16Н16, то их стоимость будет отличаться незначительно из-за габаритов. Таким образом выбираем эллиптическое днище.
2. Тепловой расчёт проектируемой КС двигателя второй ступени
Цель расчета
Выполнить тепловой расчет камеры сгорания и определить геометрические параметры сопла.
|
Исходные данные
Топливо (27% АТ + 73% АК) + Тонка 250
Суммарная тяга двигательной установки
Тяга единичной камеры
Количество КС
Теоретическое значение удельного импульса тяги
Давление в камере сгорания
Давление на срезе сопла
Коэффициент избытка окислителя:
- в ядре
- в пристеночном слое
Относительный расход топлива:
- в ядре
- в пристеночном слое
Соотношение компонентов топлива:
- в ядре
- в пристеночном слое
- средний параметр по поперечному сечению КС
Угол полураствора сопла на срезе
Коэффициент потери тяги в камере сгорания
Расчет
По заданным значениям находим по справочнику Глушко значения расходного комплекса в критике для ядра и пристеночного слоя КС:
Определяем среднее теоретическое значение расходного комплекса по поперечному сечению проектируемой камеры сгорания:
Действительное значение расходного комплекса:
Относительная площадь камеры сгорания:
где - относительная расходонапряжённость; принимаем
Условие изобаричности КС соблюдается, если найденное значение относительной площади камеры сгорания лежит в диапазоне:
Получено
Условие изобаричности проектируемой КС выполняется, принимаем .
Определение коэффициента скорости на входе в сопло производим на основании следующего уравнения:
|
где - показатель изоэнтропы, который определяется по справочнику Глушко для ядра потока в критике КС и равен для проектируемой КС: .
Строим график изменяя параметр в пределах от 0,1 до 0,7, рис.1:
Рис.1. График изменения относительной площади КС.
Из полученного графика видно, что для расчетного ,
Примем окончательно:
Определяем коэффициент восстановления давления торможения на входе в сопло :
Коэффициент снижения удельного импульса тяги из-за неизобаричности камеры сгорания:
где - показатель изоэнтропы в ядре потока на срезе сопла, который определяется по справочнику Глушко и равен: .
Определяем теоретическую геометрическую степень расширения сопла для ядра потока и пристеночного слоя КС по справочнику Глушко:
Находим среднее значение геометрической степени расширения сопла по поперечному сечению камеры сгорания:
Действительная геометрическая степень расширения сопла равна:
где - коэффициент рассеивания энергии продуктов сгорания из-за не параллельности истечения газов из сопла, рис.2, скорость .
Рис.2. Схема истечения продуктов сгорания из сопла
Удельная площадь критики определяется по формуле:
Удельная площадь выходного сечения сопла:
Действительное значение удельного импульса тяги КС двигателя:
,
где
Для двигателя второй ступени среднее значение скорости истечения газов:
Универсальная газовая постоянная:
где - средний молекулярный вес продуктов сгорания для ядра потока на срезе сопла, определяемый по справочнику Глушко.
Средняя температура газов в выходном сечении сопла:
Массовый секундный расход топлива отдельной (единичной) КС ДУ:
Массовый секундный расход окислителя и горючего отдельной (единичной) КС ДУ соответственно:
Расход топлива через ядро и пристеночный слой отдельной (единичной) КС ДУ соответственно:
Расход окислителя и горючего через ядро и пристеночный слой соответственно:
Определение площади критики камеры сгорания:
Площадь среза сопла:
|
Площадь камеры сгорания:
Диаметры критики, среза сопла и камеры сгорания соответственно:
Вывод:
Полученные в приведенном расчете геометрические параметры сопла не значительно отличаются от данных расчета этой же КС по методике, изложенной в работе (1).
В которой
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!