Исследование процессов истечения жидкости из малорасходных центробежных форсунок жидкостного ракетного двигателя малой тяги

Е. В. Сёмкин

Аннотация


Обосновывается возможность применения результатов гидравлических испытаний для прогнозирования коэффициента расходного комплекса камеры сгорания двигателя тягой 13,34 Н. Приводятся результаты моделирования течения жидкости (воды) в воздушную среду через гидравлический тракт одиночных форсунок и смесительного элемента, выполненного в виде установленных соосно двух центробежных форсунок. Моделирование проводится с помощью системы осреднённых по Рейнольдсу уравнений Навье-Стокса, описывающих турбулентное течение двухфазной несжимаемой жидкости. В моделировании используются односкоростная и двухскоростная модели течения. Моделирование турбулентности выполняется по модели изотропной турбулентности BSL на специально сконструированной расчётной сетке, имеющей блочную структуру. Расчётная сетка состоит, в основном, из HEXA элементов, ориентация которых совпадает с направлением течения в гидравлическом тракте форсунок, что повышает точность разрешения течения в пограничном слое у твёрдой стенки. Результаты расчётов сопоставлены с результатами гидравлических испытаний. Показано, что применение односкоростной модели течения в расчётной области одиночной форсунки и двухскоростной модели в расчётной области смесительного элемента даёт возможность получить результаты, удовлетворительно совпадающие с результатами измерений в гидравлических испытаниях.


Ключ. слова


Жидкостный ракетный двигатель малой тяги; центробежная форсунка; жидкофазное смешение; моделирование течения

Полный текст:

PDF

Список литературы

1. Андреев Ю.З. Исследование зависимостей характеристик ЖРДМТ тягой 50…400 Н на топливе АТ+НДМГ от основных параметров двухкомпонентной соосной центробежной форсунки и струйных форсунок завесы: дис. … канд. техн. наук. Нижняя Салда, 2004. 181 с.

2. Градов В.Н. Исследование внутрикамерных рабочих процессов в ЖРДМТ с целью повышения их экономичности: дис. … канд. техн. наук. Куйбышев, 1974.

3. Царапкин В.С. Особенности процесса преобразования жидкого ракетного топлива НДМГ+N2O4 в камерах ЖРДМТ: Автореферат дис. … канд. техн. наук. Ленинград, 1982. 18 с.

4. Неустойчивость горения в ЖРД / под ред. Д.Т. Харрье, Ф.Г. Рирдона. М.: Мир, 1975. 816 с.

5. Дейч М.Е., Филиппов Г.А. Газодинамика двухфазных сред. М.: Энергоатомиздат, 1981. 472 с.

6. ANSYS CFX-Solver, Release 10.0: Theory. ANSYS Europe Ltd, 2005. 266 p.

7. Абрамович Г.Н. Теория центробежной форсунки // В сб.: «Промышленная аэрогидродинамика». Вып. 3. М.: БНИ ЦАГИ, 1944. С. 84-88.


DOI: http://dx.doi.org/10.18287/2541-7533-2016-15-4-150-161

Ссылки

  • Ссылки не определены.


 

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

 

ISSN: 2541-7533