Методика выполнения работы

1. Конструкция камеры двигателя изучается на имеющемся образце с использованием плакатов и описания, приведенного в руководстве по практической работе.

2. На основе изучения конструкции камеры и руководства по практической работе вычерчивается схема охлаждения ка­меры.

3. Расчет параметров системы охлаждения камеры в крити­ческом сечении сопла выполняется в следующем порядке.

А. Исходные данные для расчета

По результатам замеров имеем (см. рис. 3):

— толщина ребра — м;

— высота ребра — м;

— расстояние между ребрами — м;

— толщина внутренней стенки— м;

— диаметр критического сечения сопла — м;

—массовый секундный расход охладителя кг/с;

— охладитель: гидразин — кг/м³; несимметричный диметилгидразин (НДМГ) — кг/м³; керосин — кг/м³;

— температура стенки камеры со стороны горячих газов (ее принимают на 50—100° меньше предельно допустимой тем­пературы материала стенки) для медного сплава К;

— температура кипения охладителя: гидразин — К; несимметричный диметилгидразин (НДМГ) — К; керосин — К;

— коэффициент теплопроводности материала внутренней стенки .

Б. Последовательность расчетов.

1. Определяем число каналов тракта охлаждения в крити­ческом сечении сопла (число каналов должно быть целым), шт

.

2. Вычисляем скорость движения охладителя в критичес­ком сечении сопла , м/с

.

3. Находим эквивалентный диаметр канала тракта охлаждения , м

.

4. Назначаем величину температуры охладителя в критическом сечении сопла как сумму температуры охладителя на входе в тракт охлаждения ( равна температуре окру­жающей среды) и температуры подогрева охладителя от входа в тракт охлаждения до критического сечения сопла ( К), следовательно:

К.

5. По графику (рис. 10) находим значение комплекса .

6. Рассчитываем коэффициент теплоотдачи от стенки к ох­лаждающей жидкости ,

.

7. Определяем параметр оребрения

и по графику (рис. 11) находим функцию .

8. Вычисляем коэффициент эффективности оребрения

.

9. Находим условный эффективный коэффициент теплоотдачи от оребренной поверхности к охладителю ,

.

10. Вычисляем плотность теплового потока , который может отвести охладитель от внутренней стенки корпуса камеры в критическом сечении сопла ,

11. Находим температурустенки камеры со стороны охладителя ,

При этом должно выполняться условие

,

где - температура кипения охладителя, соответствующая его давлению в критическом сечении тракта охлаждения;

— температура перегрева, ее величина принимается равной 10÷30 К.

Рис. 10. Значение комплекса

Рис. 11. График зависимости

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Каково назначение камеры двигателя?

2. Из каких элементов состоит камера ЖРД?

3. Какие элементы включает камера сгорания двигателя?

4. Охарактеризуйте процесс теплообмена в камере ЖРД?

5. Какие применяются способы тепловой защиты стенок корпуса камеры?

6. Как организуется проточное охлаждение корпуса камеры?

7. Охарактеризуйте разновидности внутреннего охлаждения камеры двигателя.

8. В чем состоит недостаток внутреннего охлаждения ка­меры?

9. На каких компонентах топлива работает ЖРД РД-107?

10. Охарактеризуйте конструкцию тракта охлаждения двигателя РД-107.

11. Из каких элементов состоит смесительная головка двигателя РД-107?

12. Расскажите назначение и конструкцию узла соединения сужающейся и расширяющейся частей сопла.

13. Какие элементы включает узел соединения смесительной головки с корпусом камеры?

14. Какие требования предъявляются к узлам соединения камер ЖРД?

15. Из каких материалов выполнена внутренняя стенка ка­меры, внутреннее днище головки, гофры и форсунки?