Переменное минимальное давление питание в гидросистеме c учетом нелинейной зависимости непроизводительного расхода жидкости от давления и температуры.
⇐ ПредыдущаяСтр 26 из 26 3.1 Расчёт pv при равенстве мощности потребной и располагаемой графическим способом: В результате решения уравнения получим: pv= 19,4 МПа 3.2. Расчёт S1,4v при равенстве мощности потребной и располагаемой для Рv
3.3 Угол, при котором происходит смена режима работы клапана: 3.4. Расчёт коэффициента чувствительности сечения клапана к изменению давления с учётом зависимости вязкости жидкости от температуры эксплуатации производится но основании выражения: Тогда, с учетом преобразования получим:
3.5 Расчёт текущих значений давления
Значения давлений 3.6 В пределах изменения Значения давлений 3.7 После подстановки полученных значений Вычисленные значения
Таблица 1
![]() Рис. 1. Зависимость мощности привода с вытеснительным источником питания от угла поворота поворотного управляющего сопла без учета зависимости вязкости жидкости от температуры и давления.
![]() Рис. 2. Зависимость мощности привода с вытеснительным источником питания от угла поворота поворотного управляющего сопла с учетом зависимости вязкости жидкости от температуры и давления.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2 Таблица 1 Результаты решения уравнений баланса расходов с учетом и без учета вязкости жидкости
Приложение 3 Курсовые работы. Задание1. Спроектировать ТТГГ на массовый расход Температурный диапазон эксплуатации t = 5…30°С. Закон изменения скорости горения топлива
где: u – скорость горения, u1 =kt∙tз – коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, u1min =0,011 для tз =5°С и u1max =0,013 для tз =30°С.
n= 0,62 - показатель степени в законе горения. g =1.55∙10-3 кГ/см3 – уд. вес ТТ. Потребитель газа – сопло с площадью проходного сечения
Определить: диаметр, длину заряда и его массу.
Методические указания. 1) Массовый газоприход от ТТ заряда в соответствии с уравнением Бори:
2) Поверхность горения S:
2)
где:
3) Масса заряда m:
4) Масса ТТГГ
5) Построить зависимости
Пример расчёта для секундного массового расхода
3. Максимальное давление при работе ТТГГ на сопло сечения
4. Масса ТТГГ определяется по соотношению и составляет величину:
5. Масса ТТГГ для 6. Для времени работы τ = 100с соответствующие массы составят для:
7. График зависимости
![]()
Ниже представлено решение задачи с использованием программы MatLab в среде Simulink. Задание 2. Рассчитать рабочее давление в ТТГГ, при котором обеспечивается оптимальный режим его работы с аксиально-поршневым мотор-насосным агрегатом при минимальных энергетических потерях. Исходные данные: qм - удельный объёмный расход газового мотора на оборот, ω=150 рад/с - частота вращения вала газового мотора, Кут рм - коэффициент непроизводительного расхода в газовом моторе.
Методические указания. 1) Уравнение баланса массового прихода
u1 = 0,012– коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, n= 0,62 - показатель степени в законе горения. g =1.55*10-3 кГ/cм3 – уд. вес ТТ, откуда поверхность горения S: 2) Выражение для массового расхода в газовом моторе:
где: P =100 кГ/см2 - давление газа в камере сгорания, R=4000 кГсм/(кг×°К) – универсальная газовая постоянная горячего газа, T=1000 °К – температура газа. 3)
4) Раскрытое уравнение баланса масса расхода с учётом 2)…3) имеет вид: 5) получим выражение для выходной мощности АПМНА:
6)Дифференцируя выражение 5) по давлению Р, получим: 6)
К1=u1gS К2=КУТ
7) В курсовой работе дать подробное описание принципа совместной работы ТТГГ и АПМНА, а также конструкцию указанных составных частей энергоблока привода, построить график зависимости N=f(P) и определить Рopt, используя программу MATCAD, Mathlab.
Пример: вариант 1. 1. Воспользуемся полученным выражением N=f(P)
Ниже представлено решение задачи с использованием программы MatLab в среде Simulink. Задание 3. Спроектировать ТТГГ с фильтроэлементом. Определить перепад давления на фильтре, при котором масса ТТГГ будет минимальна. Исходные данные: Вариант 1 Вариант 2
1. Давление на входе в сопловой аппарат Рвх=100 кГ/см2 50 кГ/см2 2. Время работы t=100 с, 3. Массовый расход 4. Температурный коэффициент чувствительности u1=0,012, 5. Показатель степени в законе горения n=0,62, 6. Удельный вес g=1,55*10-3 кГ/см3. 7. Температура газа Т=1200ºК, 8. Универсальная газовая постоянная R=4000
9. Коэффициент расхода x=0,8 Методические указания:
Уравнения баланса массового расхода через элементы конструкции (фильтр, сопло):
Уравнение газоприхода:
где: x= 0,8-коэффициент расхода фильтроэлемента, DР=(РК-РВХ) – перепад давления на фильтре, SФ – площадь рабочей поверхности фильтра.
Расход через сопло для сверхкритического перепада:
где:
Масса заряда:
где: Кк =2,2 – конструктивный коэффициент корпуса и крышки ТТГГ.
Масса фильтра пропорциональна поверхности фильтра:
Где Кф =0,1 кг/см2.
Масса ТТГГ с фильтром и зарядом:
12. В курсовой работе дать описание работы ТТГГ, фильтроэлемента, проанализировать влияние параметров фильтра на внутрибаллистические характеристики ТТГГ. Привести виды фильтров и дать их конструктивное описание. Литература: 1. А.А. Шишков, Б.В. Румянцев Газогенераторы ракетных систем, Москва, “Машиностроение”, 1981 г., стр.49
Пример расчёта: Вариант 1.
1. Для нахождения оптимальной величины перепада давления необходимо определить поверхность горения S и площадь сечения сопла s:
Оптимальная величина перепада давления, при котором масса ТТГГ минимальна, должна составлять Ниже представлено решение задачи с использованием программы MatLab в среде Simulink:
![]() Задание. Расчёт переходного процесса в ТТГГ на изменение площади проходного сечения сопла. Исходные данные: Вариант 1: Вариант2: 1. Давление в камере ТТГГ Р=100 кГ/см2 50 кГ/см2 2. Массовый расход 3. Закон горения топлива
u1 =0,01 - коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, ν =0,62 - показатель степени в законе горения. 4. Начальный свободный объём Vо=500 cм3. 5. Универсальная газовая постоянная R=4000 кг см/(кГ·ºК). 6. Температура газа T=1200 ºК. 7. Время действия возмущения τ=20 с. 8. Изменение критического сечения Ds=0,1sо. 9. Удельный вес g=1,55*10-3.кГ/см3.
Методические указания.
где: V=Vo+S
С учётом: ΔР·Δσ ~0, (Р+ΔР)ν=Рν+ νР(ν-1) ΔР
где:
4. Передаточная функция ТТГГ при изменении критического сечения:
является апериодическим звеном первого порядка с переходной функцией на ступенчатое изменение проходного сечения в виде:
4. Описать работу ТТГГ в режиме динамического состояния. Привести примеры возмущающих факторов и дать анализ поведения основных параметров ТТГГ на их воздействие. Рассчитать коэффициент передачи К и постоянную времени Т, построить переходной процесс, используя программу MAТLAB средствами Simulink для линеаризованного (4) и нелинейного (1) дифференциальных уравнений. Произвести сравнение решений.
Пример: вариант 1.
1. Для определения К и Т необходимо определить поверхность горения S и проходное сечение сопла s0, используя выражения:
2. Определяют объём камеры сгорания к моменту времени τ=20с: V=Vo+S
5. Определяют К и Т, используя выражения:
Используя передаточную функцию ТТГГ как апериодическое звено первого порядка с определёнными параметрами К и Т при действии возмущения Ds=0,1sо=0.1×0.023=0.0023см2, получают переходной процесс изменения давления в камере сгорания на изменение критического сечения в виде представленном на рис.(см. приложение график
Ниже представлено точное решение нелинейного дифференциального уравнения сохранения массового расхода с использованием программы MatLab в среде Simulink.
![]() Задание. Расчёт переходного процесса в ТТГГ на изменение площади поверхности горения. Исходные данные: Вариант 1 Вариант 2 1. Давление в камере ТТГГ Р=100 кГ/см2 50 кГ/см2 2. Массовый расход 3. Закон горения топлива
u1 =0,01 - коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, ν =0,62 - показатель степени в законе горения. 4. Начальный свободный объём V=500 cм3. 5. Универсальная газовая постоянная R=4000 кг см/(кГ·ºК). 6. Температура газа T=1200 ºК. 7. Время действия возмущения τ=20 с. 8. Возмущение ΔS=0,1So. 9. Удельный вес g=1,55*10-3.кГ/см3. Методические указания. 1.Дифференциальное уравнение работы ТТГГ на основании уравнения сохранения массы
V=Vo+Su1Pντ - текущее значение объёма.
С учётом: ΔР·ΔS ~0, (Р+ΔР)ν=Рν+ νР(ν-1) ΔР получим:
где:
4. Передаточная функция ТТГГ при изменении поверхности горения:
Оценка стационарного значения поверхности горения производить по уравнению Бори:
5. Описать работу ТТГГ в режиме динамического состояния. Привести примеры возмущающих факторов и дать анализ поведения основных параметров ТТГГ на их воздействие. Рассчитать коэффициент передачи К и постоянную времени Т, построить переходной процесс, используя программу MANLAB средствами Simulink для линеаризованного (4) и нелинейного (1) дифференциальных уравнений.
Пример: вариант 1.
1. Для определения К и Т необходимо определить поверхность горения S и проходное сечение сопла s0, используя выражения:
2. Определяют объём камеры сгорания к моменту времени τ=20с: V=Vo+S
6. Определяют К и Т, используя выражения:
3. Используя передаточную функцию ТТГГ как апериодическое звено первого порядка с определёнными параметрами К и Т при действии возмущения ΔS=0,1×So=0.1×61.875=6.1875см2, получают переходной процесс изменения давления в камере сгорания на изменение поверхности горения в виде представленном на рис.(см. приложение график
![]() 6. Задание. Рассчитать переходной процесс в ресивере ТТГГ на возмущающее воздействие в камере сгорания - изменение критического сечения сопла камеры сгорания в результате зашлаковки. Исходные данные: 1. Давление в камере ТТГГ Р0=100 кГ/см2, 50 кГ/см2 2. Массовый расход 3. Закон горения топлива
u1 =0,01 - коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, ν =0,62 - показатель степени в законе горения. 4. Начальный свободный объём камеры сгорания Vо=500 cм3. 5. Универсальная газовая постоянная R=4000 кг см/(кГ·ºК). 6. Температура газа T=1200 ºК. 7. Время действия возмущения τ=20 с. 8. Объём ресивера Vр=500 cм3. 9. Проходное сечение сопла ресивера σр=2σо. 10. Изменение проходного сечения сопла Δσo=0,1σо 11. Удельный вес g=1,55*10-3 кГ/см3.
Методические указания.
где: V=Vo+S0u1Pντ - текущее значение объёма.
k =1,25 - коэффициент изоэнтропы.
3.Линеаризация уравнений (1):
ΔР·Δσ ~0, (Р+ΔР)ν=Рν+ νР(ν-1) ΔР получим:
где:
4. Передаточная функция ТТГГ при изменении критического сечения:
Примечание. Определение стационарного значения проходного сечения сопла и стационарного давления в ресивере при отсутствии возмущения производят из уравнения Бори для стационарного режима работы ТТГГ:
Пример: вариант 1.
1. Для определения К и Т необходимо определить поверхность горения S, проходное сечение сопла s0 и стационарное значение давления в ресивере РР0, используя выражения:
2. Определяют объём камеры сгорания к моменту времени τ=20с: V=Vo+S
3. Определяют К и Т, используя выражения:
Ниже представлены структурная схема линейной и нелинейной модели ТТГГ с ресивером, переходные процессы изменения давления в камере сгорания ТТГГ и ресивере:
![]() Задание. Определить переходной процесс в ресивере ТТГГ на возмущающее воздействие в камере сгорания - изменение поверхности горения заряда. Исходные данные: Вариант 1 Вариант 2 1. Давление в камере ТТГГ Р=100 кГ/см2 50 кГ/см2 2. Массовый расход 3. Закон горения топлива
u1 =0,01 - коэффициент чувствительности скорости горения к температуре, ν =0,62 - показатель степени в законе горения. 4. Начальный свободный объём камеры сгорания Vo=500 cм3. 5. Универсальная газовая постоянная R=4000 кг cм/(кГ·ºК). 6. Температ
Воспользуйтесь поиском по сайту: ![]() ©2015 - 2025 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...
|