- •Расчетно-пояснительная записка к курсовой работе: «расчет параметров идеального газового потока в камере ракетного двигателя» по дисциплине «Механика жидкостей и газов»
- •Реферат
- •Задание
- •1. Построение профиля камеры ракетного двигателя. 6
- •1. Построение профиля камеры ракетного двигателя.
- •2. Расчёт первого варианта газового потока.
- •3. Расчёт второго варианта газового потока.
- •4. Расчёт третьего варианта газового потока.
- •5. Расчёт четвёртого варианта газового потока.
- •6. Расчёт пятого варианта газового потока.
- •7. Расчёт импульсов газового потока.
- •8. Расчёт сил и тяги.
- •Заключение
- •Список используемых источников
1. Построение профиля камеры ракетного двигателя.
Рассчитаем значения параметров ракетного двигателя с помощью исходных данных:
1) длина камеры сгорания:
,
2) длина дозвуковой части сопла:
,
3) длина сверхзвуковой части сопла:
мм,
4) радиус камеры сгорания:
5) радиус газового потока при входе в камеру сгорания:
6) радиус выходного сечения сопла:
7) характерные расстояния сечений 1, 2, 3, 4, 5 соответственно:
1=0.35∙ xк=0.35∙122=42,7 мм;
2=0.5∙ xу=0.5∙130,61694=65,30847 мм;
3=0.2∙ xу=0.2∙130,61694=26,12339 мм;
4=0.2∙ xa=0.2∙=47,946 мм;
5=0.6∙ xa=0.6∙=143,838 мм.
По рассчитанным параметрам построим профиль камеры сгорания см. приложение. По профилю камеры определяем радиусы промежуточных расчётных сечений r2,r3,r4,r5:
Рассчитываем площади всех сечений по формуле:
где – радиус характерного сечения, мм:
2. Расчёт первого варианта газового потока.
().
Рассчитаем параметры потока при сверхзвуковом истечении газа из сопла.
1)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «к»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуkиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е.:
получаем;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где- газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где- критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
2)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «0»:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величину0из решения преобразованного уравнения количества движения для газа (см. приложение 3), находящегося в камере сгорания между сечениями «0» и «k»), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е.:
,
получаем .
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Найдём давление и плотность торможения:
Определим недостающие параметры газового потока:
где
где 0– статическая плотность, - статическое давление, а– расход газового потока
3)Вычислим оставшиеся параметры газового потока в сечении «k»:
Найдем значение давления из преобразованного уравнения неразрывности для живых сечений «0» и «k» газового потока:;
Найдём давление и плотность торможения:
Определим недостающие параметры газового потока:
где– статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
4)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «1»:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величину1из решения преобразованного уравнения количества движения для газа, находящегося в камере сгорания между сечениями «1» и «К» (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е.:
, где;
получаем
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции расхода, температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
Найдем значение p1 из решения преобразованного уравнения неразрывности:
Найдём давление и плотность торможения:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
5)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «2»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е.:
,
Получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно.
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
6)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «3»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении дозвуковой поток, т. е.:
,
получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
7)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «у»:
Данное сечение критическое, поэтому: q(λу)=1,λу=1,Mу=1.
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где– статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
8)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «4»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е.:
,
получаем;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
9)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «5»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е.:
,
получаем ;
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока
10)Рассчитаем параметры газового потока для сечения «a»:
Приведенный расход для данного сечения:
С использованием математического пакета MathCADопределяем величинуиз решения нелинейного уравнения (см. приложение 3), учитывая, что в данном сечении сверхзвуковой поток, т. е.:
,
получаем
Газодинамические функции определяем по формулам:
где - газодинамические функции температуры, давления и плотности соответственно
Найдём число Маха:
Определение параметров газового потока:
где - критическая и местная скорости звука соответственно, а- статическая температура
Найдем скорость газового потока:
После сечения «k» давление и плотность торможения остаются постоянными:
Определим недостающие параметры газового потока:
где – статическая плотность,- статическое давление, а– расход газового потока