Министерство образования Российской Федерации
Тульский Государственный Университет
Курсовая работа по дисциплине:
«Ракетостроение»
Расчет роторно-поршневого двигателя
Выполнил: студент гр.131201 Мартынов М.Н.
Руководитель: д.т.н., профессор Поляков Е.П.
Тула 2005
ЗаданиеРассчитать РПД, при следующих исходных данных:Допущения принятые при расчёте1. Полагаем, что основное рабочее тело - идеальный газ.2. Движение рабочего тела рассматривается как одномерное течение (параметры рабочего меняются только в продольном направлении).
Рис. 1 Расчётная схема РПДПорядок расчёта1.
Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным данным
Исходя из заданной высоты полёта, определяем термодинамические параметры невозмущённого потока:С помощью газодинамических функций определим параметры торможения невозмущённого потока. Для этого определим значения приведённой скорости невозмущённого потока и соответствующих газодинамических функций:;;;;;;.2.Определение параметров во входном сечении диффузораБудем рассматривать частный случай работы двигателя - расчётный режим. При этом параметры потока во входном сечении диффузора будут равны параметрам невозмущённого потока:;;;;;;.3.Определение параметров по тракту диффузораСкорость полёта рассчитываемого РПД Мн=2.Принимаем коэффициент восстановления давления в диффузоре. Диффузор рассматриваемого двигателя должен обеспечивать величину коэффициента восстановления давления не менее . Будем рассматривать диффузор с системой состоящей из двух скачков, величина коэффициента восстановления давления при этом .Определим параметры торможения на выходе из диффузора:;Температура торможения в первом приближении остаётся постоянной:;;Определим значение относительной скорости в выходном сечении диффузора и величину площади входного сечения камеры:;где =50?70.;;;площадь входного сечения диффузора в данном случае принята равной 1.Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока на выходе из диффузора:;;;;;;4.Определение параметров в сечении .;;.Определим значение относительной скорости сечении :.Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока на выходе из диффузора:;;;;;.
5.Определение параметров в выходном сечении КС.
Коэффициент увеличения температуры (относительный подогрев):,где Hu=3900(1,638•107) - низшая теплотворная способность топлива;L0=2,36 - стехиометрический коэффициент.;Определим температуру торможения в сечении 3-3:;;Давление торможения в 3 сечении определим из уравнения равенства секундного расхода:;;.Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока в сечении 3-3:;;;;;
6.Расчёт параметров в сопловой части двигателя
Определим относительную скорость в выходном сечении сопла:;Определим с помощью газодинамических функций термодинамические параметры потока в сечении 4:;;;;;;;;;Режим максимальной тяги (РМТ) характеризуется значением коэффициента избытка окислителя .Учитывая, что величина относительного подогрева не должна превышать предельного ее значения, получаем значение б=1,51. Это значение коэффициента избытка окислителя будем использовать в дальнейших расчётах.7.Расчет геометрических параметров
Рассчитаем геометрические параметры заданного двигателя:При принятой площади F1=1м2 тяга равна При заданном значении тяги Рзад=2*105Н площадь входного сечения диффузора будет равна:;Площадь миделя в этом случае равна:;Считая площадь миделя от сечения 2-2 до сечения 3-3 постоянной:,Определим площадь выходного сечения сопла:;Определим параметры в критическом сечении сопла:Площадь критического сечения сопла:;;
.
Построим графики распределения параметров по тракту двигателя:
