В.С. Егорычев
Расчёт и проектирование
смесеобразования в камере ЖРД
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
УДК 629.7.036(075.8)
ББК 39.65
Е 307
Автор Егорычев Виталий Сергеевич. <...> Расчёт и проектирование смесеобразования в камере ЖРД: [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / В.С.
Егорычев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. <...> Приведены основные
сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему
смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей, а также схему их расположения на смесительной головке. <...> Массовые расходы компонентов топлива через одну форсунку ...... 34 <...> Проектный расчѐт внутреннего контура
двухкомпонентной эмульсионной форсунки .......................... 65 <...> Проектный расчѐт наружного контура
двухкомпонентной эмульсионной форсунки .......................... 66 <...> Условные обозначения
A – геометрическая характеристика центробежной форсунки;
D, d – диаметр;
F – площадь;
f удельная площадь;
F относительная площадь сечения камеры;
H шаг между форсунками;
I у удельный импульс тяги;
K m массовое действительное соотношение компонентов;
K mo – массовое стехиометрическое соотношение компонентов;
L , l длина;
m масса;
m массовый расход;
N мощность;
n – средний показатель изоэнтропы расширения, число форсунок;
P – тяга;
p – давление;
5
Ro , R – универсальная и удельная газовые постоянные соответственно;
r радиус;
T – температура;
коэффициент заполнения жидкостью сопла форсунки на выходе;
I коэффициент удельного импульса;
к коэффициент камеры сгорания;
с коэффициент сопла;
W – скорость рабочего тела;
Z – степень укорочения сопла;
угол;
ок коэффициент избытка окислителя;
расходный комплекс, угол;
степень расширения рабочего тела в сопле;
– приведѐнная скорость;
– коэффициент расхода, молярная масса;
Т степень расширения газа в турбине;
– плотность;
f коэффициент восстановления полного давления;
время;
коэффициент потерь <...>
Расчет_и_проектирование_смесеобразования_в_камере_ЖРД_[Электронный_ресурс]_.pdf
МИНОБРНАУКИ РОССИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ имени академика С.П. КОРОЛЁВА
(НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)»
В.С. Егорычев
Расчёт и проектирование
смесеобразования в камере ЖРД
Электронное учебное пособие
САМАРА
2011
Стр.1
УДК 629.7.036(075.8)
ББК 39.65
Е 307
Автор Егорычев Виталий Сергеевич.
Рецензенты: главный конструктор ПФ ОАО «НПО ЭНЕРГОМАШ им.
академика В.П. Глушко» И.А. Ганин,
канд. техн. наук, доц. В.А. Борисов
Компьютерная вѐрстка В.С. Егорычев
Довѐрстка В.С. Егорычев
Егорычев В.С. Расчёт и проектирование смесеобразования в камере
ЖРД: [Электронный ресурс] : электрон. учеб. пособие / В.С.
Егорычев; Минобрнауки России, Самар. гос. аэрокосм. ун-т им. С. П.
Королева (нац. исслед. ун-т). – Электрон. текст. и граф. дан. (3,25
Мбайт). – Самара, 2011. ‒ 1 эл. опт. диск (CD-ROM).
Изложена методика расчѐта и проектирования смесеобразования в
камере жидкостного ракетного двигателя (ЖРД). Приведены основные
сведения, позволяющие выбрать тип, форму и конструктивную схему
смесительной головки камеры, тип форсунок и элементарных смесителей,
а также схему их расположения на смесительной головке.
Представлены общие сведения об устройстве и принципах работы
различных форсунок ЖРД, приведены их математические модели и
алгоритмы проектирования. Даны рекомендации по выбору основных
режимных и конструктивных параметров.
Инновационным является проведение поверочного расчета и машинного
эксперимента по параметрическому исследованию спроектированной
форсунки в модернизированной САПР «Смесеобразование в
ЖРД».
Предназначено для студентов факультета двигателей летательных
аппаратов, обучающихся по специальности 160700.65 – Проектирование
авиационных и ракетных двигателей для выполнения курсовой работы
по учебной дисциплине «Теория, расчѐт и проектирование ракетных
двигателей» (7 семестр), необходимо для выполнения дипломного
проектирования.
Учебное пособие разработано на кафедре ТДЛА.
© Самарский государственный
аэрокосмический университет, 2011
Стр.2
О Г Л А В Л Е Н И Е
Основные сокращения, условные обозначения и индексы ...................... 5
В В Е Д Е Н И Е ................................................................................................. 8
1. ПРОЕКТИРОВАНИЕ СМЕСИТЕЛЬНОЙ ГОЛОВКИ КАМЕРЫ .... 11
1.1. Выбор формы, типа и конструктивной схемы
смесительной головки ........................................................................... 11
1.2. Определение устройств, располагаемых на смесительной
головке камеры ...................................................................................... 20
1.3. Выбор типа форсунок ........................................................................... 20
1.4. Выбор схемы расположения форсунок на днище смесительной
головки камеры ...................................................................................... 28
1.5. Определение размеров форсунок и вычерчивание
схемы их расположения ........................................................................ 31
1.6. Определение числа форсунок .............................................................. 34
1.7. Массовые расходы компонентов топлива через одну форсунку ...... 34
2. ГИДРОГАЗОДИНАМИЧЕСКИЙ РАСЧЁТ И
ПРОЕКТИРОВАНИЕ ТОПЛИВНЫХ ФОРСУНОК ........................... 38
2.1. Однокомпонентная струйная жидкостная форсунка ......................... 38
2.2. Однокомпонентная струйная газовая форсунка ................................. 44
2.3. Однокомпонентная центробежная жидкостная форсунка ................. 47
2.4. Двухкомпонентная центробежно-центробежная жидкостная
форсунка с внешним смешением ......................................................... 54
2.4.1. Проектный расчѐт наружного контура
двухкомпонентной форсунки ................................................... 54
2.4.2. Проектный расчѐт внутреннего контура
двухкомпонентной форсунки ................................................... 61
2.5. Двухкомпонентная центробежно-центробежная жидкостная
форсунка с внутренним смешением .................................................... 62
2.5.1. Начальное проектирование наружного контура
двухкомпонентной эмульсионной форсунки .......................... 63
2.5.2. Проектный расчѐт внутреннего контура
двухкомпонентной эмульсионной форсунки .......................... 65
2.5.3. Проектный расчѐт наружного контура
двухкомпонентной эмульсионной форсунки .......................... 66
2.6. Двухкомпонентная струйно-центробежная газожидкостная
форсунка с внешним смешением ......................................................... 71
2.6.1. Проектный расчѐт внутреннего контура
двухкомпонентной газожидкостной форсунки ....................... 72
2.6.2. Проектный расчѐт наружного контура
двухкомпонентной газожидкостной форсунки ....................... 75
3
Стр.3
2.7. Двухкомпонентная струйно-центробежная газожидкостная
форсунка с внутренним смешением ..................................................... 81
2.8. Двухкомпонентная струйно-струйная газовая форсунка
с внешним смешением .......................................................................... 84
2.9. Двухкомпонентная струйно-струйная газовая форсунка
с внутренним смешением ...................................................................... 86
2.10. Двухкомпонентная струйно-струйная газожидкостная
форсунка с внутренним смешением ..................................................... 88
3. ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ
СПРОЕКТИРОВАННЫХ ФОРСУНОК С ПОМОЩЬЮ
САПР «СМЕСЕОБРАЗОВАНИЕ В ЖРД» ............................................. 91
3.1. Инструкция пользователя ..................................................................... 91
3.1.1. Инсталляция программы на жѐсткий диск ............................... 91
3.1.2. Удаление и восстановление программы................................... 92
3.1.3. Ведение базы данных проектов ................................................ 92
3.1.4. Поверочный проектный расчѐт и параметрические
исследования спроектированной форсунки в САПР .............. 93
Библиографический список .......................................................................... 99
4
Стр.4