Моделирование рабочего процесса вытеснительной системы подачи топлива на горячем газе

В. Л. Салич

Аннотация


Рассматриваются вопросы улучшения массогабаритных характеристик двигательных установок с жидкостными ракетными двигателями малой тяги за счёт замены традиционных газобаллонных систем на системы с горячим газом, для выработки которого используется газогенератор, работающий на основных компонентах топлива. Обсуждаются возможные алгоритмы работы такой системы подачи. С целью расчётно-теоретических исследований разработана математическая модель рабочих процессов в рассматриваемой системе подачи. Каждый агрегат системы представлен как объём с сосредоточенными параметрами, для которого записаны уравнения изменения массы, внутренней энергии и концентрации продуктов сгорания и добавлено дифференциальное уравнение изменения температуры конструкции агрегата. Уравнения изменения массы и внутренней энергии преобразуются в уравнения изменения давления и температуры. Модель замыкается зависимостями, определяющими массовые расходы между агрегатами системы, зависимостями теплофизических параметров от температуры, концентрации продуктов сгорания и соотношения компонентов топлива в газогенераторе, зависимостями по теплообмену. В качестве начальных условий задаются температура, давление и концентрация продуктов сгорания в агрегатах системы, температура конструкции агрегатов. Результаты моделирования показали удовлетворительное согласование с экспериментальными данными, что позволяет использовать разработанную модель для расчётно-теоретических исследований вытеснительных систем подачи топлива на горячем газе.


Ключ. слова


Двигательная установка; система подачи топлива; газогенератор; математическое моделирование

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Архипов Ю.С., Кутуева Е.В., Кутуев Р.Х. Огненные колесницы космических орбит. Нижний Тагил: Репринт, 2014. 242 с.

2. Салич В.Л., Шмаков А.А., Ваулин С.Д. Жидкостные ракетные двигатели малой тяги: учеб. пособие. Челябинск: Южно-Уральский государственный университет, 2006. 52 с.

3. Валеева О.В., Ваулин С.Д., Ковин С.Г., Феофилактов В.И. Низкотемпературные твердотопливные газогенераторы: методы расчёта рабочих процессов, экспериментальные исследования. Миасс: ГРЦ «КБ имени академика В.П. Макеева», 1997. 268 с.

4. Бобров П.Н., Муркин В.А., Салич В.Л., Шульгин В.П. Экспериментальные исследования по созданию ДУ с вытеснительной системой подачи топлива на горячем газе // Материалы XXXVI всероссийской конференции «Наука и технологии». Т. 3. М.: РАН, 2016. С. 44-48.

5. Емцев Б.Т. Техническая гидромеханика: учеб. для вузов. М.: Машиностроение, 1987. 440 с.

6. Исаченко В.П., Осипова В.А., Сукомел А.С. Теплопередача: учеб. для вузов. М.: Энергия, 1975. 488 с.

7. Беляев Е.Н., Чванов В.К., Черваков В.В. Математическое моделирование рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей. М.: Московский авиационный институт, 1999. 228 с.

8. Салич В.Л. Математическая модель теплофизических процессов в системе наддува ДУ на горячем газе // Материалы XXXVI всероссийской конференции «Наука и технологии». Т. 3. М.: РАН, 2016. С. 35-43.

9. Малков М.П., Данилов И.Б., Зельдович А.Г., Фрадков А.Б. Справочник по физико-техническим основам криогеники. М.: Энергоатомиздат, 1985. 432 с.

10. Флореа О., Смигельский О. Расчёты по процессам и аппаратам химической технологии. М.: Химия, 1971. 447 с.

11. Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей. М.: Наука, 1972. 720 с.

12. Калиткин Н.Н. Численные методы. М.: Наука, 1978. 512 с.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2016-15-4-133-142

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International License.

 

ISSN: 2541-7533