Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОЧЕГО ПРОЦЕССА В КАМЕРЕ РДМТ НА КОМПОНЕНТАХ ТОПЛИВА КИСЛОРОД + МЕТАН Методические указания к выполнению лабораторных работ по курсам «Численное моделирование рабочих процессов в ракетных двигательных установках на жидких, газообразных и порошкообразных компонентах топлива», «Расчет и конструкция камеры ЖРД », «Основы расчета и проектирования ЖРДМТ» Москва Издательство МГТУ им. <...> Н.Э. Баумана 2009 УДК 621.455 ББК 39.65 Ч-671 Р е ц е н з е н т А.А. Дорофеев Ч-671 Численное моделирование и экспериментальное исследование рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных компонентах топлива кислород + метан: Метод. указания к выполнению лабораторных работ по курсам «Численное моделирование рабочих процессов в ракетных двигательных установках на жидких, газообразных и порошкообразных компонентах топлива», «Расчет и конструкция камеры ЖРД», «Основы расчета и проектирования ЖРДМТ» / В.А. Буркальцев, В.И. Лапицкий, А.В. Новиков и др. <...> Приведены две лабораторные работы, посвященные расчету характеристик рабочего процесса в камере ракетного двигателя на газообразных компонентах топлива (РДМТ) с использованием пакета Fortran Power Station, а также экспериментальному определению эффективности рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных компонентах кислород + метан. <...> Изложены методика проведения огневых стендовых испытаний РДМТ на газообразных компонентах топлива и методика обработки результатов таких испытаний. <...> Для студентов, изучающих курсы «Численное моделирование рабочих процессов в ракетных двигательных установках на жидких, газообразных и порошкообразных компонентах топлива», «Расчет и конструкция камеры ЖРД», «Основы расчета и проектирования ЖРДМТ». <...> Компоненты ракетного топлива должны быть дешевыми, экологически чистыми. <...> Возможности современной электронно-вычислительной <...>
Численное_моделирование_и_экспериментальное_исследование_рабочего_процесса_в_камере_РДМТ_на_компонентах_топлива_кислород_+_метан.pdf
УДК 621.455
ББК 39.65
Ч-671
Р е ц е н з е н т
А.А. Дорофеев
Ч-671
Численное моделирование и экспериментальное исследование
рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных
компонентах топлива кислород + метан: Метод. указания
к выполнению лабораторных работ по курсам «Численное
моделирование рабочих процессов в ракетных двигательных
установках на жидких, газообразных и порошкообразных
компонентах топлива», «Расчет и конструкция камеры ЖРД»,
«Основы расчета и проектирования ЖРДМТ» / В.А. Буркальцев,
В.И. Лапицкий, А.В. Новиков и др. – М.: Изд-во МГТУ
им. Н.Э. Баумана, 2009. – 60 с.: ил.
Приведены две лабораторные работы, посвященные расчету характеристик
рабочего процесса в камере ракетного двигателя на газообразных
компонентах топлива (РДМТ) с использованием пакета
Fortran Power Station, а также экспериментальному определению
эффективности рабочего процесса в камере РДМТ на газообразных
компонентах кислород + метан. Дано описание экспериментального
стенда. Изложены методика проведения огневых стендовых испытаний
РДМТ на газообразных компонентах топлива и методика обработки
результатов таких испытаний. Представлен пример проведения
сравнительного анализа результатов огневых стендовых испытаний с
результатами численного моделирования рабочих процессов в камере
РДМТ.
Для студентов, изучающих курсы «Численное моделирование рабочих
процессов в ракетных двигательных установках на жидких,
газообразных и порошкообразных компонентах топлива», «Расчет
и конструкция камеры ЖРД», «Основы расчета и проектирования
ЖРДМТ».
УДК 621.455
ББК 39.65
-МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009
c
Стр.2
СОДЕРЖАНИЕ
Введение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Работа № 1. Численное моделирование рабочего процесса в камере
РДМТ на газообразных компонентах топлива кислород + метан
и параметрическое исследование влияния различных факторов на
коэффициент расходного комплекса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1. Цель и задачи лабораторной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Методика расчета распределения параметров по объему
камеры сгорания РДМТ на газообразных компонентах
топлива . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1. Физическая картина рабочего процесса в камере
сгорания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2. Математическая модель определения характеристик
рабочего процесса в камере сгорания РДМТ . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.2.3. Исходная система уравнений . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.2.4. Исходные данные . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.5. Метод и программа расчета параметров рабочего
процесса . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.6. Типовые результаты расчетов и их анализ . . . . . . . . . . . . 21
1.3.Методические указания по пользованию программой расчета 24
1.3.1. Введение исходных данных для расчета в программу 24
1.3.2. Использование программы расчета в редакторе Fortran
Power Station . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.3. Использование программы расчета в системе DOS . . . 27
Контрольные вопросы и задания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
Работа № 2. Экспериментальное определение характеристик рабочего
процесса в камере РДМТ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.1. Цель и задачи лабораторной работы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.2. Техника безопасности при выполнении лабораторной работы 34
2.3. Описание испытательного стенда и модельных камер РДМТ 36
57
Стр.57
2.4. Проведение огневых испытаний экспериментальной камеры
РДМТ. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
2.5. Методика расчета основных характеристик камер РДМТ
по результатам огневых испытаний в земных условиях . . . . . 43
2.6. Обработка и представление результатов экспериментальных
исследований . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Контрольные вопросы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
Приложение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
Список литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
Стр.58