химический каталог




Основы пиротехники

Автор А.А.Шидловский

иMnульса для заданного топлива сводится к определению теплосодержания продуктов сгорания в камере двигателя и на срезе сопла.

С этой целью проводят специальные термодинамические расчеты, в основе которых лежит равенство полного теплосодержания топлива полному теплосодержанию продуктов реакции при данном давлении, а также принцип полного термодинамического равновесия в продуктах сгорания при данной теMnературе и давлении [3; 7; 77]. При этом принимается во внимание теплота образования коMnонентов топлива, изменение термодинамических характеристик продуктов сгорания с изменением теMnературы; учитывается диссоциация продуктов сгорания при высокой теMnературе (86].

В результате таких расчетов определяют теMnературу продуктов сгорания топлива при различных давлениях, состав и характеристики продуктов сгорания, удельный иMnульс при заданном давлении в камере.

Полученные результаты являются исходными для последующих расчетов двигателя и различных процессов, протекающих в двигателе при горении топлива, а именно, расчета сопла, геометрии заряда твердого топлива, условий течения продуктов сгорания по камере двигателя или по каналу заряда, расчетов теплоизоляции двигателя и тепловых потерь.

Превращение энергии у различных реактивных двигателей происходит по-разному.

1. Прямоточный воздушно-реактивный двигатель на твердом топливе развивает тягу в полете за счет изменения количества движения струи воздуха, протекающей сквозь двигатель. Схема этого двигателя представлена на рис. 18.1.

Увеличение количества движения происходит за счет тепла, выделяющегося при сгорании топлива.

Воздух, поступающий в двигатель через специальный воздухозаборник (диффузор), является в данном случае и окислителем и рабочим телом.

Повышенное давление в камере сгорания, необходимое для работы двигателя, получается за счет торможения воздуха, по-2S6

, ступающего в воздухозаборник со скоростью полета. Чем выше скорость полета, тем выше давление в камере и эффективность двигателя. Напротив, при низких скоростях полета снаряда ПВРД не эффективен. Поэтому обычно требуется предварительный разгон за счет стартового двигателя до сверхзвуковой скорости полета, после чего включается ПВРД в качестве маршевого двигателя. Эффективность ПВРД характеризуется удельной тягой и коэффициентом тяги. Удельный иMnульс / определяет

Рис. !8.!. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя на твердом топливе: *

1 сверхзвукоьая часть диффузора; 2—дозвуковая часть диффузора; 3— заряд твердого топлива; 4—камера сгорания; 5—выходное сопло

экономичность двигателя, а коэффициент тяги Сн — максимальную величину тяги, которая может быть получена на данном топливе в определенном двигателе.

Из теории ПВРД известно, что величина удельного иMnульса / и коэффициента тяги Св зависит от скорости и высоты полета ИЗ; 70]:

_ R _а-ЦУ ^ О, g

?O-TFTV

Sp-eгде R — тяга двигателя в кг;

а — коэффициент избытка воздуха; Lo — стехиометрическая постоянная; ? V — скорость полета в м/с;

Р — коэффициент прироста массы, равный отношению расхода продуктов сгорания к расходу воздуха;

6 — относительный подогрев воздуха;

5р — площадь поперечного сечения ракеты в м2;

Q — плотность воздуха на высоте полета в кг/м3.

Стехиометрической постоянной топлива называют количество

воздуха в кг, теоретически необходимое для сгорания 1 кг топлива. Относительный подогрев 9 при работе двигателя на твердом топливе зависит от теплотворной способности топлива Я„

9 2176 2S7

и соотношения между расходом воздуха и расходом топлива

9 яг 1ЕЛ= 1-1 ,

Т, (1 + a-L0)-Cp-T„

где Гсг — теMnература торможения продуктов сгорания в К;

Тв — теMnература торможения набегающего потока .воздуха

в К;

Cj, — теплоемкость продуктов сгорания в кДж/кг-град. Поэтому наибольшую экономичность ПВРД или наибольшую удельную тягу можно получить, применяя топлива, которые имеют наибольшую теплотворную способность при сжигании их в воздухе.

Пример 1. Вычислить удельный иMnульс 1 ПВРД при У=500 м/с на высоте ЛО км. Расход воздуха через двигатель GB=20 кг/с, GT=2 кг/с. Топливо — магний.

При заданных скоростях и высоте полета 7"в = 335 К теплоемкость продуктов сгорания можно принять равной СР=1,26 кДж/кг-град. Теплотворная

кДж GB

способность магния 24 700 . КоMnлекс а/.0 = — = 20/2 = 10.

кг GT

Относительный подогрев

24 700

в = 1 + = 6;

(1 + 10).1,26-355

„ 20 + 2

10-500 9,81=1,1.

Удельный иMnульс / 20

(1,1 У(о— 1)) = 865 кг-с/кг.

(10+ 1) 1,25-355 (1,1/(7^7^Т)) = 1000 кг с/кг.

Пример 2. Вычислить удельный иMnульс / при тех же условиях, что и в примере 1. Топливо — алюминий. Теплотворная способность алюминия — 30800 кдж/кг.

30 800

Удельный иMnульс

10-500 9,81

8 = 1 + — .. . „„ „„ =7,27.

Как видно из приведенных примеров, величина удельного иMnульса у ПВРД значительно выше, чем у обычных пороховых или жидкостных двигателей. Это объясняется тем, что основная масса рабочего тела (воздух), хотя и участвует в создании тяги двигател

страница 88
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112

Скачать книгу "Основы пиротехники" (2.78Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
документ камера classic solution dc6e
изготовление уличных стендов краснодар
склеродермии почему возникает
http://taxiru.ru/laytboks-u/

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(22.11.2017)