Рассчитаем значения газодинамической функции «f» и количества движения газового потока «Ф», необходимые для заполнения таблицы№3, по формулам:
;
Первый вариант:
Второй вариант:
Третий вариант:
Четвертый вариант:
Пятый вариант:
Полученные данные заносим в таблицу №4 (стр. 35).
Расчёт сил и тяги
Рассчитаем коэффициенты давления торможения для вариантов работы камеры сгорания 1-5:
Коэффициенты давления торможения σΠ были получены ранее.
Определяем значения pH из условия, что в любом дозвуковом потоке при истечении во внешнюю среду давление равно pH:
Значения сил P0-k и Pk-y для всех вариантов одинаковы и равны:
Остальные силы найдем по формулам:
Первый вариант:
Второй вариант:
Третий вариант:
Четвертый вариант:
Пятый вариант:
Полученные данные заносим в таблицу №5.
Заключение
В работе рассмотрено поведение газа в канале переменного сечения на сверхзвуковых и дозвуковых режимах, со скачками уплотнения и без них. Вычерчено сечение канала. В результате работы имеем значения основных параметров газового потока, величину расхода по сечениям канала, значения скоростей газовой струи, значения сил взаимодействия потока со стенками сопла. Все данные занесены в таблицы. Построены графики зависимостей основных характеристик потока от сечения, а также графики зависимостей скорости потока в выходном сечении и сил взаимодействия потока со стенками канала.
Как видно из графиков, на расчетном режиме наблюдается значительное увеличение скорости потока на протяжении всего канала. Вместе с увеличением скорости, уменьшается давление, плотность, температура и скорость звука в газе, параметры торможения остаются постоянными.
Из представленных графиков видно резкое изменение параметров потока на нерасчетных режимах при наличии скачков уплотнений и на дозвуковых режимах: значительное снижение скорости потока, увеличение давления, плотности, температуры и скорости звука в газе, изменяются параметры торможения. Вследствие всего этого уменьшается тяга. Поэтому нерасчетные режимы являются нежелательными и даже недопустимыми для сверхзвукового сопла.
Список используемых источников
1. Курочкин В. А., Наталевич А. С. и др. Расчет идеального газового потока в камере ракетного двигателя. – Самара: СГАУ 2002.
2. Абрамович Г. Н. Прикладная газовая динамика. М. Наука, 1976.
3. Сергель О. С. Прикладная гидрогазодинамика. МАИ, М., 1968.
ПРИЛОЖЕНИЕ I
Рисунок 1 - профиль камеры ракетного двигателя