Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Термодинамические расчеты состава и параметров рабочего тела

Читайте также:
  1. I. Актуарные расчеты, их виды и источники.
  2. II. Поддержание постоянных, но различных по периодам года параметров воздуха в помещении.
  3. VII. Седьмой этап – расчеты на ЭВМ – численный эксперимент.
  4. Автоматическая коррекция параметров настройки АСР.
  5. Агроэкологическая оценка гранулометрического состава почв
  6. Актуарные расчеты при страховании от несчастных случаев
  7. Алгоритм расчета непроизводительных затрат рабочего времени
  8. Алгоритмы контроля параметров технологического процесса и состояния оборудования. Алгоритмы цифрового регулирования. Уравнения П, ПИ, ПИД регуляторов.
  9. Анализ влияния использования календарного фонда рабочего времени на уровень производительности труда
  10. Анализ влияния качества использования рабочего времени на уровень производительности труда
  11. Анализ использования рабочего времени.
  12. Анализ использования рабочего времени.

Термогазодинамика ракетного двигателя

Горение гибридных топлив

Горение происходит по поверхности твердого компонента, капли жидкого компонента движутся вместе с продуктами сгорания как жидкогазовая смесь, продукты испарения жидкости диффундируют к поверхности канала заряда. Возникает схема горения, представленная на рис. 5.1. У поверхности твердого компонента 1 образуется слой 3 продуктов его газификации, в ядре – поток подаваемого компонента 4 в газо-жидкостном состоянии, на границе раздела – зона смешения компонентов и реакций между ними 5. Из этой зоны продукты горения диффундируют в ядро потока и образуют переходную зону 6.

В ГРД управляемым является только расход жидкого компонента, а расход твердого определяет процесс горения. По мере разгара канала заряда уровень массообмена на поверхности снижается, уменьшается и скорость горения твердого компонента. Поэтому возникают определенные трудности в управлении такими двигателями.

Важной особенностью ГРД в отличие от РДТТ является то, что нарушение сплошности заряда твердого компонента в виде трещин не представляет опасности – доступ жидкого компонента в трещины мало вероятен.

 

 

1 – твердый компонент; 2– жидкий компонент; 3 – слой продуктов газификации твердого компонента; 4 – газо-жидкостный слой; 5 – зона смешения компонентов и реакций; 6 – переходная зона

Рис. 5.1. Особенности горения в головной части заряда твердого компонента гибридного топлива

 

Моделирование рабочих процессов в РД начинает с расчета равновесного состава продуктов сгорания и значений термодинамических параметров ( и др.).

Кроме того, необходимо знать переносные свойства (вязкость, теплопроводность) для расчета параметров конвективного теплообмена по тракту двигателя. Для этого используют программные комплексы, к примеру «Terra», автором которого является Б. Г. Трусов. Значения параметров определены из условия максимума энтропии – условия наступления термодинамического равновесия.

,
где , Дж/(моль К) - табулированое значение энтропии i-го вещества в зависимости от температуры, моль/кг, - число молей i-го вещества в 1 кг продуктов сгорания, Дж/(моль К) – универсальная газовая постоянная, , м3/кг - удельный объем.

Полная система содержит k уравнений по числу компонентов смеси, m уравнений по числу элементов и уравнения сохранения энергии, энтропии и заряда (электронейтральность рабочего тела). Число уравнений на 2 меньше числа неизвестных, и для замыкания системы в соответствии с теоремой Дюгема («Равновесное состояние закрытой системы, исходная масса и элементарный состав, который задан, определяют 2 независимых переменных при любом числе фаз и компонентов») дополнительно вводят значения двух параметров – один «механический» ( ), а другой «термический» (T, U, S, H).



Для пользования программами равновесной термодинамики в ряде случае необходимо знание условной формулы топлива и энтальпии его образования (или компонентов топлива). Условная формула есть запись, представляющая все химические элементы компонентов топлива с указанием суммы грамм-атомов этих элементов по всем компонентам.

Условную формулу находят по химическому составу топлива для 1 кг и задают в виде где С – углерод, Н – водород, О – кислород, N – азот; a,b,c,d,... числа грамм-атомов этих элементов, вычисляемые в виде ( - число грамм-атомов данного элемента в 1 кг i-го компонента, - содержание в граммах компонента в 1 кг топлива, - молярная масса компонента). Для углерода формула примет вид где k – число компонентов с углеродом в топливе, nc – число грамм-атомов углерода в 1 кг компонента, - молярная масса компонента. Рассмотрим пример: баллиститное топливо (таблица 5.1.)

 

Таблица 5.1

Компоненты Формула компонента Содержание
Нитроклетчатка (12,2% N) С22,5О36,16Н28,8N8,7 56,5
Нитроглицерин C3H5(ONO2)3 28,0
Динитротолуол C6H6(CH3)(NO2)2 11,0
Централит CON2C2H5(C6H5)2 4,4
Воск технический С20Н42 0,1

 

Запишем условно формулу топлива в виде и начнем вычисления с помощью таблицы 5.2 (молярная масса компонентов дана в граммах):

 

Таблица 5.2

Компонент     Содержание в 1 кг топлива, грамм С   H   O   N  
Нитроклетчатка 22,5 28,8 36,16 8,7
Нитроглицерин
Динитротолуол
Централит
Воск - -

 

 

В результате получим формулу топлива: С23,54H29,656O32,196N9,537.

Вторым параметром служит энтальпия образования топлива где - энтальпия образования i-го компонента, определяемая экспериментально. В термохимии принято правило знаков: значение энтальпии положительно, если при образовании вещества из «стандартных» элементов в «стандартных» условиях теплота поглощается и наоборот («стандартные» условия: Па, К; есть варианты стандартных условий, когда К, К).

Для рассматриваемого топлива: нитроклетчатка кДж/кг, нитроглицерин кДж/кг, нитротолуол кДж/кг, централит кДж/кг, Тогда кДж/кг. Расчеты параметров продуктов сгорания выполнены для стандартных условий ( МПа, МПа) и результатами являются:

- температура в корпусе РДТТ (температура торможения) К;

- молярная масса кг/моль; теплоемкость при К, Дж/кгК;

- показатель адиабаты

- мольные доли компонентов:

- массовая доля конденсированной фазы z=0 (топливо неметаллизи-рованное);

- переносные свойства: вязкость Па/с, теплопроводность Вт/мК, число Прандтля .

Теоретическое значение удельного импульса в пустоте м/с.

Для определения стандартного удельного импульса необходимо вычесть из величину . Для этого достаточно данных, выдаваемых программой «Terra»: степень расширения , давление, температура и газовая постоянная в минимальном (критическом) сечении сопла.

 

<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
| Термодинамические расчеты состава и параметров рабочего тела

Дата добавления: 2014-01-11; Просмотров: 78; Нарушение авторских прав?;


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



ПОИСК ПО САЙТУ:


Читайте также:

  1. I. Актуарные расчеты, их виды и источники.
  2. II. Поддержание постоянных, но различных по периодам года параметров воздуха в помещении.
  3. VII. Седьмой этап – расчеты на ЭВМ – численный эксперимент.
  4. Автоматическая коррекция параметров настройки АСР.
  5. Агроэкологическая оценка гранулометрического состава почв
  6. Актуарные расчеты при страховании от несчастных случаев
  7. Алгоритм расчета непроизводительных затрат рабочего времени
  8. Алгоритмы контроля параметров технологического процесса и состояния оборудования. Алгоритмы цифрового регулирования. Уравнения П, ПИ, ПИД регуляторов.
  9. Анализ влияния использования календарного фонда рабочего времени на уровень производительности труда
  10. Анализ влияния качества использования рабочего времени на уровень производительности труда
  11. Анализ использования рабочего времени.
  12. Анализ использования рабочего времени.




studopedia.su - Студопедия (2013 - 2017) год. Не является автором материалов, а предоставляет студентам возможность бесплатного обучения и использования! Последнее добавление ip: 54.161.91.76
Генерация страницы за: 0.006 сек.