Расчет геометрических параметров

Расчет роторно-поршневого двигателя

 

 

Выполнил: студент гр.131201 Мартынов М.Н.

 

Руководитель: д.т.н., профессор Поляков Е.П.

 

 

Тула 2005

Задание

 

Рассчитать РПД, при следующих исходных данных:

 

Скорость полёта	МН=2
Высота полёта	Н=6 км
Тяга двигателя	2*105Н
Топливо	ТТ1
Режим работы	РМТ

 

Допущения принятые при расчёте

1. Полагаем, что основное рабочее тело – идеальный газ.

2. Движение рабочего тела рассматривается как одномерное течение (параметры рабочего меняются только в продольном направлении).

 

Рис. 1 Расчётная схема РПД

 

Порядок расчёта

 

Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным данным

Исходя из заданной высоты полёта, определяем термодинамические параметры невозмущённого потока:

 

Высота над уровнем моря, м	6000
Температура, К	249,13
Давление, Па	47214,7135
Плотность, кг/м3	6,602∙10-1

 

С помощью газодинамических функций определим параметры торможения невозмущённого потока. Для этого определим значения приведённой скорости невозмущённого потока и соответствующих газодинамических функций:

 

;

 

;

 

;

 

;

;

 

;

 

.

 

2.Определение параметров во входном сечении диффузора

Будем рассматривать частный случай работы двигателя – расчётный режим. При этом параметры потока во входном сечении диффузора будут равны параметрам невозмущённого потока:

 

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

;

 

.

Определение параметров по тракту диффузора

Скорость полёта рассчитываемого РПД Мн=2.

Принимаем коэффициент восстановления давления в диффузоре. Диффузор рассматриваемого двигателя должен обеспечивать величину коэффициента восстановления давления не менее . Будем рассматривать диффузор с системой состоящей из двух скачков, величина коэффициента восстановления давления при этом .

Определим параметры торможения на выходе из диффузора:

 

;

 

Температура торможения в первом приближении остаётся постоянной:

 

;

 

;

 

Определим значение относительной скорости в выходном сечении диффузора и величину площади входного сечения камеры:

 

;

 

где =50÷70 .

 

;

 

;

 

 

;

 

площадь входного сечения диффузора в данном случае принята равной 1 .

Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока на выходе из диффузора:

 

;

 

;

 

;

 

;

;

 

;

4.Определение параметров в сечении .

 

;

 

;

 

.

 

Определим значение относительной скорости сечении :

 

.

 

Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока на выходе из диффузора:

 

;

 

;

;

 

;

;

.

Определение параметров в выходном сечении КС.

 

 

 

 

 

 

Коэффициент увеличения температуры (относительный подогрев):

 

,

 

где Hu=3900 (1,638∙107 ) – низшая теплотворная способность топлива;

L0=2,36 – стехиометрический коэффициент.

 

;

 

Определим температуру торможения в сечении 3-3:

 

 

 

 

 

;

 

;

Давление торможения в 3 сечении определим из уравнения равенства секундного расхода:

 

;

 

;

 

.

 

Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока в сечении 3-3:

 

;

 

;

;

 

;

 

;

 

Расчёт параметров в сопловой части двигателя

Определим относительную скорость в выходном сечении сопла:

 

;

 

Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока в сечении 4:

 

;

 

;

 

;

;

 

;

 

;

 

;

 

;

;

 

Режим максимальной тяги (РМТ) характеризуется значением коэффициента избытка окислителя .Учитывая, что величина относительного подогрева не должна превышать предельного ее значения, получаем значение α=1,51. Это значение коэффициента избытка окислителя будем использовать в дальнейших расчётах.

Расчет геометрических параметров

Рассчитаем геометрические параметры заданного двигателя:

При принятой площади F1=1м2 тяга равна

При заданном значении тяги Рзад=2*105Н площадь входного сечения диффузора будет равна:

 

;

 

Площадь миделя в этом случае равна:

;

 

Считая площадь миделя от сечения 2-2 до сечения 3-3 постоянной:

,

Определим площадь выходного сечения сопла:

 

;

 

Определим параметры в критическом сечении сопла:

Площадь критического сечения сопла:

 

;

;

.

 

Построим графики распределения параметров по тракту двигателя:

 

 

 

 

 

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: