Исходные данные:
Время работы РДТТ
;
Температура продуктов сгорания
;
Начальная температура материала
;
Толщина стенки: переднего днища
;
корпуса обечайки
;
сопловой крышки
;
Коэффициент теплопередачи: переднее днище
;
обечайка корпуса и сопловая крышка
;
Материал переднего днища, сопловой крышки
и обечайки корпуса 28ХСНМВФА (СП-28);
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Допустимая температура нагрева
;
Расчет толщины теплозащитного покрытия переднего днища
Для переднего днища, работающего в условиях высоких температур, но небольших скоростей движения газов (
), применяем фенольно-каучуковый материал БК – 31 – эластичное резиноподобное покрытие.
Теплофизические характеристики БК – 31:
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Коэффициент теплопроводности
.
,
где ;
коэффициенты аппроксимации;
константа аппроксимации;
относительный параметр,
;
коэффициент аппроксимации,
;
температурный симплекс (безразмерная температура),
.
Принимаем толщину ТЗП переднего днища
.
Расчет толщины ТЗП обечайки корпуса и сопловой крышки
Для обечайки корпуса и сопловой крышки, работающих в условиях высоких температур и скоростей движения газов (W до 300 м/с), применим слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В, имеющий следующие теплофизические свойства:
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Коэффициент теплопроводности
.
,
где относительный параметр,
;
коэффициент аппроксимации ТЗП,
;
температурный симплекс (безразмерная температура),
.
Принимаем толщину ТЗП оболочки корпуса и сопловой крышки
.
Расчет длины теплоизолируемой части камеры сгорания
,
где
длина цилиндрической части заряда (рис.7);
коэффициент заполнения цилиндрической части камеры сгорания
;
для скрепленного заряда;
;
относительная толщина свода заряда.
Расчет теплозащитного покрытия сопла
Исходные данные:
Толщина стенки: входного раструба сопла
;
выходного раструба сопла
;
Коэффициент теплопередачи:
воротника сопла
;
сопловой вкладыш в критике
;
сверхзвуковой раструб сопла
;
;
Материал входного раструба сопла 28ХСНМВФА (СП-28);
плотность
;
удельная теплоемкость
;
допустимая температура нагрева
;
Материал выходного раструба сопла 30ХГСА;
плотность
;
удельная теплоемкость
;
допустимая температура нагрева
;
Расчет толщины теплозащитного покрытия воротника
Для воротника применяем слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В:
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Коэффициент теплопроводности
.
Расчет толщины ТЗП воротника проводим аналогично расчету толщины ТЗП камеры РДТТ. Считаем, что материал воротника работает как пассивное ТЗП.
,
где ;
коэффициенты аппроксимации;
константа аппроксимации;
относительный параметр,
;
коэффициент аппроксимации ТЗП,
;
температурный симплекс (безразмерная температура),
.
Принимаем толщину ТЗП воротника
(в радиальном направлении).
Расчет теплозащитного покрытия вкладыша сопла
Для вкладыша сопла применяем материал повышенной жаропрочности и жаростойкости, высокой эрозионной стойкости: пирографит, имеющий следующие теплофизические свойства:
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Коэффициент теплопроводности
.
,
где
;
;
,
температура газа в критическом сечении.
Принимаем толщину ТЗП воротника
.
Расчет толщины теплозащитного покрытия выходного раструба сопла
Для выходного раструба сопла применяем слоистый материал на основе стекловолокна АГ – 4В:
Плотность
;
Удельная теплоемкость
;
Коэффициент теплопроводности
.
Для сечения сопла
,
где
;
,
температура газа в сечении сопла
.
Для сечения сопла
,
где
,
температура газа в сечении сопла
.
Принимаем толщину ТЗП выходного раструба сопла
;
.
Литература
1. Гречух Л.И., Гречух И.Н. Проектирование РДТТ. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Омск, 2003.
2. Гречух Л.И., Гречух И.Н. Конструкция и проектирование РДТТ. Учебное пособие по курсовому и дипломному проектированию. Омск, 2003.
3. Алиев А.М., Липанов А.М. Проектирование ракетных двигателей твердого топлива. – М.: Машиностроение, 1995. 400с.
4. Ерохин Б.Т. Теория внутрикамерных процессов и проектирование РДТТ. – М.: Машиностроение, 1991. 560с.
5. Голубев И.С., Самарин А.В. Проектирование конструкций летательных аппаратов. – М.: Машиностроение, 1991. 512с.
6. Расчет теплозащитных покрытий РДТТ. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию по дисциплине «Ракетные двигатели». Омск, 2004. 27с.
Дата: 2019-07-31, просмотров: 238.