Определение параметров сечения от 2 до а

Определение и расчёт всех величин и параметров для сечений от 2 до а проводится аналогичным образом, что и для сечения k. Начинать следует с подсчёта значений и подбора соответствующих значений λ. Нужно иметь в виду, что в сечениях 2,3 должно быть λ<1, в сечении у=1, в сечениях 4,5,а должно быть λ>1.

 

2.5. Определение параметров сечения а_за

Определение и расчёт всех величин и параметров для сечений а_за проводится аналогичным образом, что и для сечения k. Начать следует с подсчёта значения и соответствующего значения , а в дальнейшем нужно иметь в виду, что в прямом скачке уплотнения T^* не изменяется, p^* и ρ^* скачкообразно уменьшаются.

 

 

Расчёт таблицы 2

1.Выписываются все значения величин и параметров для сечений 5, 4, y из таблицы 1. 2.Определяются и рассчитываются значения всех величин и параметров для сечений 5_за,4_за по аналогии с расчётами сечения а_за в таблице 1.

3. Определяются и рассчитываются значения всех величин и параметров для оставшихся сечений, начиная с подсчёта значений и подбора соответствующих значений λ<1.

Расчёт таблиц 3,4

Значения λ, p^* ,S в таблицу 3 перепишем из таблиц 1,2. Подсчитываются значения f и Ф по формулам 14 и 28 соответственно.

Рассчитаем значения всех величин для таблицы 4.

По формуле 31 найдём .

По формуле 31 найдём .

По формуле 31 найдём - для 2 варианта

- для 3 варианта

- для 4 варианта

- для 5 варианта

Значения Р_h выписываются из таблиц 1, 2

По формуле 35 найдём

- для 1 варианта

- для 1 варианта

По формуле 34 найдём - для 1 варианта

По формуле 36 найдём - для 1 варианта

Значения σ_в.р, σ_т, Р_0-k, Р_k-y будут одинаковыми для всех вариантов.

Остальные значения рассчитываются аналогично.

 

 

Приложение А

Таблица 1 - Результаты расчета параметров газового потока

Варианты	1..5	1..4	1..3	1..2
Сечения			k			y			a	aза
r	54,9	92,80	92,80	73,50000	60,34		72,35	95,5	107,30	107,30
S	9468,792	27054,89	27054,89	16971,67	11438,27	10568,32	16444,74	28652,11	36170,07	36170,07
q	0,422211	0,150442	0,390625	0,622704	0,923943		0,642657	0,36885	0,292184	0,715963
l	0,273214	0,09457	0,251503	0,421967	0,744048		1,6227	1,9073	1,994	0,501495
t	0,99089	0,998909	0,9923	0,9783	0,9324	0,8780	0,6787	0,5561	0,5148	0,9693
p	0,958803	0,994992	0,965003	0,903938	0,725008	0,549735	0,168298	0,06734	0,047237	0,86649
e	0,967617	0,99608	0,97251	0,924017	0,777538	0,626148	0,247986	0,121104	0,091761	0,893926
M	0,257175	0,08866	0,236572	0,399749	0,721986		1,845657	2,396615	2,604076	0,47728
T*
T	290,3309	292,6802	1851,596	1825,453	1739,932	1638,279	1266,376	1037,599	960,5739	1808,729
p*	5,214836	5,122369	4,978526	4,978525	4,978526	4,978525	4,978412	4,977951	4,977951	2,031733
p		5,096719	4,804292	4,500279	3,609469	2,736871	0,837856	0,335217	0,235141	1,760476
r*	61,22489	60,13928	9,177917	9,177915	9,177916	9,177916	9,177706	9,176857	9,176857	3,745502
r	59,24227	59,90351	8,925615	8,480546	7,136183	5,746737	2,275946	1,111352	0,842079	3,348202
aкр	309,1433	309,1433	780,1568	780,1568	780,1568	780,1568	780,1568	780,1568	780,1568	780,1568
c=l*акр	84,46241	29,23553	196,2118	329,2007	580,4738	780,1568	1265,96	1487,993	1555,633	391,2443
a	328,4238	329,7499	829,3943	823,5183	803,9964	780,1568	685,9133	620,8728	597,3836	819,7373
Ma	84,46241	29,23553	196,2118	329,2007	580,4738	780,1568	1265,96	1487,993	1555,633	391,2443
G	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4
rcS	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4

 

 

Таблица 2 - Результаты расчета параметров газового потока

Варианты	1..3		1..4		1..5
Сечения		5за	а		4за		а	y			а
r	95,5	95,5	107,30	72,35	72,35	95,5	107,30		72,35	95,5	107,30
S	28652,1	28652,1	36170,1	16444,7	16444,7	28652,1	36170,1	10568,3	16444,7	28652,1	36170,1
q	0,36885	0,74062	0,58668	0,64266	0,82976	0,47623	0,37725		0,64266	0,36885	0,29218
l	1,9073	0,5243	0,39343	1,6227	0,61626	0,31122	0,24241		0,43823	0,23672	0,18575
t	0,5561	0,9665	0,9811	0,6787	0,9537	0,9882	0,9928	0,8780	0,9766	0,9932	0,9958
p	0,06734	0,85482	0,91606	0,1683	0,804	0,9468	0,96746	0,54974	0,89671	0,96895	0,98079
e	0,1211	0,88449	0,9337	0,24799	0,84307	0,95813	0,97444	0,62615	0,91823	0,97562	0,98494
M	2,39661	0,49972	0,37217	1,84566	0,5913	0,29335	0,22795		0,41552	0,22257	0,17441
T*
T	1037,6	1803,4	1830,75	1266,38	1779,52	1843,94	1852,62	1638,28	1822,27	1853,24	1858,14
p*	4,97795	2,47944	2,47948	4,97841	3,85593	3,85596	3,85595	4,97853	4,97853	4,97859	4,97852
p	0,33522	2,11947	2,27136	0,83786	3,10017	3,65083	3,73047	2,73687	4,46428	4,82398	4,88288
r*	9,17686	4,57084	4,57093	9,17771	7,10841	7,10846	7,10845	9,17792	9,17792	9,17803	9,17791
r	1,11135	4,04287	4,26788	2,27595	5,99292	6,81082	6,92679	5,74674	8,42742	8,95425	9,03966
aкр	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157	780,157
c=l*	1487,99	409,037	306,936	1265,96	480,777	242,803	189,116	780,157	341,891	184,681	144,913
a	620,873	818,529	824,713	685,913	813,091	827,679	829,623	780,157	822,799	829,762	830,859
Ma	1487,99	409,037	306,936	1265,96	480,777	242,803	189,116	780,157	341,891	184,681	144,913
G	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4
rcS	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4	47,4

 

 

Таблица 3 - Результаты расчета импульсов газового потока

Варианты	1..5	1..5	1..5
Сечения		k	y	a	a	a	a	a
l	0,27321	0,2515		1,994	0,50149	0,39343	0,24241	0,18575
p*	5,21484	4,97853	4,97853	4,97795	2,03173	2,47948	3,85595	4,97852
S	9468,79	27054,9	10568,3	36170,1	36170,1	36170,1	36170,1	36170,1
f	1,03985	1,03402	1,2523	0,45661	1,11875	1,07823	1,0317	1,01892
Ф	51,3457	139,276	65,8891	82,2133	82,2143	96,6985	143,892	183,48

 

Таблица 4 - Результаты расчета сил и тяги

Варианты
s.	0,98227	0,98227	0,98227	0,9823	0,9823
s	0,97192	0,97192	0,97192	0,9719	0,9719
s	-----	0,40815	0,49808	0,7745	1,0000
pн	0,23514	1,76048	2,27136	3,7305	4,8829
P0-k	87,9307	87,9307	87,9307	87,9307	87,9307
Pk-y	-73,387	-73,3873	-73,387	-73,3873	-73,3873
Py-a	16,3242	16,3252	30,8094	78,0027	117,591
P0-a	30,8676	30,8686	45,3528	92,5461	132,135
Pвнутр	82,2133	82,2143	96,6985	143,89	183,48
Pнар	-8,5051	-63,6765	-82,155	-134,931	-176,614
P	73,7083	18,5378	14,5431	8,96059	6,8662

Приложение Б

Графики изменения параметров

 

Рисунок 2 – Изменение температуры по длине камеры ЖРД

Рисунок 3 – Изменение давления газа по длине камеры ЖРД

Рисунок 4 – Изменение плотности газа по длине камеры ЖРД

Рисунок 5 – Изменение скорости газового потока по длине камеры ЖРД

Рисунок 6 – Изменение скорости газового потока в выходном сечении камеры ЖРД

Рисунок 7 – Сила и тяга двигателя для различных вариантов расчёта

Приложение В

Сравнение с результатами трехмерного расчета в программном пакете ANSYS.

 

Рис. 8. Изменение температуры торможения газа по длине камеры ЖРД

 

Рис. 9. Изменение температуры газа по длине камеры ЖРД

 

Рис. 10. Изменение давления торможения газа по длине камеры ЖРД

 

Рис. 11. Изменение давления газа по длине камеры ЖРД

 

Рис. 12. Изменение скорости движения газа по длине камеры ЖРД

 

Рис. 13. Изменение плотности газа по длине камеры ЖРД

 

Заключение

В курсовой работе был выполнен расчёт идеального газового потока в камере ракетного двигателя. Были определены значения характерных параметров в живых сечениях 0, 1, k, 2, 3, у, 4, 5, а камеры и построены соответствующие графики расчётных зависимостей T, T^*, p, p^*, ρ, ρ^*, c, c_a и Р.

Также была построена трёхмерная модель сопла (рис.14) и произведен расчет газового потока с помощью программного комплекса Ansys.

 

Рисунок 14 - 3D модель сопла

Рисунок 15 - Модель сопла с наложенной сеткой конечных элементов

Рисунок 16 - График изменения скорости потока