Міністерство освіти Російської Федерації
Тульський Державний Університет
Курсова робота з дисципліни:
В« Ракетобудування В»
Розрахунок роторно-поршневого двигуна
Виконав: студент гр.131201 Мартинов М.М.
Керівник: д.т.н., професор Поляков Є.П.
Тула 2005
Завдання
Розрахувати РПД, при наступних вихідних даних:
Швидкість польоту
МН = 2
Висота польоту
Н = 6 км
Тяга двигуна
2 * 105Н
Паливо
ТТ1
Режим роботи
РМТ
Допущення прийняті при розрахунку
1. Вважаємо, що основне робоче тіло - ідеальний газ.
2. Рух робочого тіла розглядається як одномірне протягом (параметри робочого міняються тільки в поздовжньому напрямку).
В
Рис. 1 Розрахункова схема РПД
Порядок розрахунку
1.Визначення параметрів незбуреного потоку по заданих вихідним даними
Виходячи з заданої висоти польоту, визначаємо термодинамічні параметри необуреного потоку:
Висота над рівнем моря, м
6000
Температура, К
249,13
Тиск, Па
47214,7135
Щільність, кг/м3
6,602 в€™ 10-1
За допомогою газодинамічних функцій визначимо параметри гальмування необуреного потоку. Для цього визначимо значення наведеної швидкості незбуреного потоку і відповідних газодинамічних функцій:
;
;
;
;
;
;
.
2.Определеніе параметрів у вхідному перерізі дифузора
Будемо розглядати окремий випадок роботи двигуна - розрахунковий режим. При цьому параметри потоку у вхідному перерізі дифузора будуть рівні параметрах необуреного потоку:
;
;
;
;
;
;
.
3.Определение параметрів по тракту дифузора
Швидкість польоту розраховується РПД Мн = 2.
Приймаються коефіцієнт відновлення тиску в дифузорі. Дифузор розглянутого двигуна повинен забезпечувати величину коефіцієнта відновлення тиску не менше. Будемо розглядати дифузор з системою що складається з двох стрибків, величина коефіцієнта відновлення тиску при цьому.
Визначимо параметри гальмування на виході з дифузора:
;
Температура гальмування в першому наближенні залишається постійною:
;
;
Визначимо значення відносної швидкості у вихідному перетині дифузора і величину площі вхідного перетину камери:
;
де = 50 Г· 70.
;
;
В
;
площа вхідного перетину дифузора в даному випадку прийнята рівною 1.
Визначимо з допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку на виході з дифузора:
;
;
;
;
;
;
В
4.Визначення параметрів в перетині.
;
;
.
Визначимо значення відносної швидкості перерізі :
.
Визначимо з допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку на виході з дифузора:
;
;
;
;
;
.
В
5.Определеніе параметрів у вихідному перетині КС.
В
В
В
В
В
Коефіцієнт збільшення температури (відносний підігрів):
,
В
де Hu = 3900 (1,638 в€™ 107) - нижча теплотворна здатність палива;
L0 = 2,36 - стехіометричний коефіцієнт.
;
Визначимо температуру гальмування в перерізі 3-3:
В
В
В
В
;
;
В
Тиск гальмування в 3 перерізі визначимо з рівняння рівності секундного витрати:
;
;
.
Визначимо з допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку в перетині 3-3:
;
;
;
;
;
В В
6.Розрахунок параметрів у сопловой частини двигуна
Визначимо відносну швидкість у вихідному перетині сопла:
;
Визначимо з допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку в перетині 4:
;
;
;
;
;
;
;
;
;
Режим максимальної тяги (РМТ) характеризується значенням коефіцієнта надлишку окислювача. Враховуючи, що величина відносного підігріву не повинна перевищувати граничного її значення, отримуємо значення О± = 1,51. Це значення коефіцієнта надлишку окислювача будемо використовувати в подальших розрахунках.
7.Расчет геометричних параметрів
Розрахуємо геометричні параметри заданого двигуна:
При прийнятої площі F1 = 1м2 тяга дорівнює
При заданому значенні тяги Рзад = 2 * 105Н площа вхідного перетину дифузора буде дорівнює:
;
Площа міделя в цьому випадку дорівнює:
;
Вважаючи площа міделя від перетину 2-2 до перетину 3-3 постійної:
,
Визначимо площа вихідного перетину сопла:
;
Визначимо параметри в критичному перетині сопла:
Площа критичного перетину сопла:
;
;
.
Побудуємо графіки розподілу параметрів по тракту двигуна:
В В
В
В В
В
В
