необхідні для проведення газодинамічного розрахунку, при якому визначаються основні характеристики рухової установки (питомий імпульс, масова витрата компонентів) і визначають розміри камери згоряння (діаметр критичного перерізу, діаметр зрізу сопла).
В даний час існують таблиці результатів стандартних термодинамічних розрахунків, отриманих для різних варіантів значень коефіцієнта надлишку окислювача, тисків в камері згорання і на зрізі сопла. Результати термодинамічної розрахунку для заданих тисків і коефіцієнта надлишку окислювача можуть бути отримані при допомоги інтерполяції значень, узятих з таблиці.
Вибір значення коефіцієнта надлишку окислювача О± відповідно графіком функції I уд (О±) при заданих тисках в камері згоряння P К і на зрізі сопла P З . Критерієм вибору значення О± є максимальне значення питомої імпульсу I уд .
При проведенні даного розрахунку вважається, що вибране співвідношення компонентів постійно по перетину камери згоряння. Однак, для поліпшення умов охолодження камери згоряння, біля стінок створюється пристінковий шар, в якому коефіцієнт надлишку окислювача відрізняється від свого значення в ядрі потоку. За рахунок збільшення змісту пального в пристеночном шарі температура газової стінки падає, що зменшує конвективний тепловий потік, що передається стінці камери. Продукти згоряння в пристеночном шарі мають інші термодинамічні параметри, ніж у основному потоці. Відповідно, питома імпульс, створюваний продуктами згоряння в пристеночном шарі, відрізнятиметься (в меншу сторону) від питомої імпульсу основного потоку.
При проведенні стандартних термодинамічних розрахунків вважається, що вся енергія, що отримується в результаті згоряння палива, переходить у кінетичну енергію частинок стікали газів. При цьому не враховується енергія, що витрачається на привід передкамерного турбіни. Однак величини втрат становлять невелику частину від загальної термодинамічної енергії робочого тіла і не можуть бути оцінені до проведення розрахунків параметрів передкамерного турбіни.
За результатами проведення розрахунків передкамерного турбіни, впливу пристінкового шару, параметри рухової установки можуть бути скориговані, що потребують повторного проведення теплового і всіх наступних розрахунків.
4.1 Термодинамічний розрахунок КС
Термодинамічний розрахунок КС зі схемою з допалюванням проводиться в кілька етапів.
На початку знаходяться параметри в газогенераторі. Горіння в газогенераторі здійснюється з великим надлишком пального, температура не повинна перевищувати 1100 Вє К. при такій температурі продукти згоряння знаходяться у нерівноважних стані, а отже, розрахувати їх параметри за звичайною методикою неможливо. Для відновного газогенератора на фторі і водні в [4] наведені такі експериментальні параметри: О± = 0,06, R = 2052, Т = 1051 Вє К, n = 1,386, З р = 2154 кДж/кг * Вє К (вибір зроблений для найменшої температури).
На другому етапі проводиться ряд наближених розрахунків за схемою без допалювання при заданому значенні тиску і знайдених з урахуванням поправки на тиск значеннях ентальпії компонентів. Значення ентальпії знаходяться за формулою:
В
Повна методика визначення ентальпії викладена в [1].
де - ентальпія компоненту при заданої температури, - тиск у камері згоряння.
З урахуванням цих поправок ентальпії будуть рівні:
В
Вибір попереднього значення О± проводиться за найбільшим значенням твору (RT) кс . Виберемо О± = 0,24
На третьому етапі виробляється серія уточнюючих розрахунків для схеми з допалюванням. Для цього задамося значеннями:
В
де - втрати від насосів до ГГ,В - Втрати від ГГ до КС, - ККД насосів і турбіни.
Далі розглядається баланс потужностей насосів і турбіни:
де - тиску на входах в насоси.
Переймаючись значеннями, побудуємо графіки і визначимо їх перетин.
Після цього знайдемо, спрацьовану на турбіні:
В
Визначимо нове ентальпію генераторних газів після спрацьовування на турбіні і реальний склад (Умовну формулу) пального, що надходить в КС. p> Далі проводиться повторний термодинамічний розрахунок параметрів в камері згоряння і знаходиться нове оптимальне значення О± кс , після чого воно порівнюється з попереднім. Якщо:
В
то приймемо нове значення О± кс як шукане, в іншому випадку уточнюючий розрахунок проводиться заново, з новими параметрами.
Після отримання О± кс проводиться розрахунок закінчення по каналу при відомому значенні n і знаходяться параметри на зрізі сопла.
Отримані дані наведені в таблиці 2:
Результати термодинамічної розрахунку Таблиця 2
Перетин камери
Горіння
в камері
Зріз
сопла
Тиск в перетині <...
