Розрахунок роторно-поршневого двигуна

Міністерство освіти Російської Федерації

Тульський Державний Університет

Курсова робота з дисципліни:

«Ракетобудування»

Розрахунок роторно-поршневого двигуна

Виконав: студент гр.131201 Мартинов М.М.

Керівник: д.т.н., професор Поляков Є.П.

Тула 2005

Завдання

Розрахувати РПД, при наступних вихідних даних:

Допущення прийняті при розрахунку

1. Вважаємо, що основне робоче тіло - ідеальний газ.

2. Рух робочого тіла розглядається як одномірне протягом (параметри робочого змінюються лише в поздовжньому напрямку).

Рис. 1 Розрахункова схема РПД

Порядок розрахунку

1.Визначення параметрів незбуреного потоку за заданими вихідними даними

Виходячи із заданої висоти польоту, визначаємо термодинамічні параметри незбуреного потоку:

За допомогою газодинамічних функцій визначимо параметри гальмування незбуреного потоку. Для цього визначимо значення приведеної швидкості незбуреного потоку і відповідних газодинамічних функцій:

;

;

;

;

;

;

.

2.Визначення параметрів у вхідному перерізі дифузора

Будемо розглядати приватний випадок роботи двигуна - розрахунковий режим. При цьому параметри потоку у вхідному перетині дифузора будуть рівні параметрами незбуреного потоку:

;

;

;

;

;

;

.

3.Визначення параметрів по тракту дифузора

Швидкість польоту розраховується РПД Мн = 2.

Приймаються коефіцієнт відновлення тиску в дифузорі. Дифузор розглянутого двигуна повинен забезпечувати величину коефіцієнта відновлення тиску не менш . Будемо розглядати дифузор з системою складається з двох стрибків, величина коефіцієнта відновлення тиску при цьому .

Визначимо параметри гальмування на виході з дифузора:

;

Температура гальмування в першому наближенні залишається сталою:

;

;

Визначимо значення відносної швидкості у вихідному перерізі дифузора і величину площі вхідного перерізу камери:

;

де = 50 ÷ 70 .

;

;

;

площа вхідного перетину дифузора в даному випадку прийнята рівної 1 .

Визначимо за допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку на виході з дифузора:

;

;

;

;

;

;

4.Визначення параметрів у перерізі .

;

;

.

Визначимо значення відносної швидкості перерізі :

.

Визначимо за допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку на виході з дифузора:

;

;

;

;

;

.

5.Определеніе параметрів у вихідному перерізі КС.

Коефіцієнт збільшення температури (відносний підігрів):

,

де Hu = 3900 (1,638 ∙ 107 ) - Нижча теплотворна здатність палива;

L 0 = 2,36 - стехіометричний коефіцієнт.

;

Визначимо температуру гальмування в перерізі 3-3:

;

;

Тиск гальмування в 3 перерізі визначимо з рівняння рівності секундного витрати:

;

;

.

Визначимо за допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку в перерізі 3-3:

;

;

;

;

;

6.Розрахунок параметрів у сопловой частини двигуна

Визначимо відносну швидкість у вихідному перетині сопла:

;

Визначимо за допомогою газодинамічних функцій термодинамічні параметри потоку в перерізі 4:

;

;

;

;

;

;

;

;

;

Режим максимальної тяги (РМТ) характеризується значенням коефіцієнта надлишку окислювача . Враховуючи, що величина відносного підігріву не повинна перевищувати граничного її значення, отримуємо значення α = 1,51. Це значення коефіцієнта надлишку окислювача будемо використовувати в подальших розрахунках.

7.Расчет геометричних параметрів

Розрахуємо геометричні параметри заданого двигуна:

При прийнятої площі F 1 = 1м2 тяга дорівнює

При заданому значенні тяги Рзад = 2 * 105Н площа вхідного перетину дифузора буде дорівнює:

;

Площа миделя в цьому випадку дорівнює:

;

Вважаючи площа миделя від перетину 2-2 до перетину 3-3 постійною:

,

Визначимо площа вихідного перетину сопла:

;

Визначимо параметри в критичному перетині сопла:

Площа критичного перерізу сопла:

;

;

.

Побудуємо графіки розподілу параметрів по тракту двигуна: