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
Задание
Рассчитать РПД, при
следующих исходных данных:
Скорость полёта
|
МН=2 |
Высота полёта |
Н=6 км |
Тяга двигателя |
2*105Н |
Топливо |
ТТ1 |
Режим работы |
РМТ |
Допущения принятые при
расчёте
1.
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 РПД
Порядок расчёта
1.Определение параметров невозмущённого потока по заданным исходным
данным
Исходя из
заданной высоты полёта, определяем термодинамические параметры невозмущённого
потока:
Высота над уровнем моря, м |
6000 |
Температура, К |
249,13 |
Давление, Па |
47214,7135 |
Плотность, кг/м3 |
6,602∙10-1 |
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 диффузора
Будем
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 диффузора
Скорость
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 α=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:
Другие работы по теме:
Моделирование асинхронного двигателя
Угловая скорость вращения магнитного поля. Математическая модель асинхронного двигателя в форме Коши, а также блок-схема его прямого пуска с использованием Power System Blockset. Зависимость угловой скорости ротора от величины электромагнитного момента.
Проблемы КПД ДВС
Немного грамоты: Двигатель внутреннего сгорания (ДВС) — это тип двигателя, тепловая машина, в которой химическая энергия топлива (обычно применяется жидкое или газообразное углеводородное топливо), сгорающего в рабочей зоне, преобразуется в механическую работу.
Выбор электродвигателя по мощности и скорости
Статическая нагрузочная диаграмма электропривода. Определение мощности резания для каждого перехода, коэффициента загрузки, мощности на валу двигателя, мощности потерь в станке при холостом ходе. Расчет машинного (рабочего) времени для каждого перехода.
Энергосбережение в современном мире
Изучение необходимости и сущности энергосбережения. Характеристика основных направлений эффективного энергопотребления: энергосбережение на предприятии, сокращение тепловых потерь в зданиях разного назначения. Современные технологии энергосбережения.
Общие характеристики двигателя внутреннего сгорания
В наши дни на автомобили в основном устанавливается двигатель внутреннего сгорания. Специалисты-профессионалы отмечают достаточно сложное его устройство. Для того чтобы остановить свой выбор, при покупке автомобиля, на какой-то конкретной версии, необходимо использовать технические характеристики двигателя внутреннего сгорания для анализа устройства всего автомобиля.
Кинематический расчёт автомобиля
КИНЕМАТИЧЕСКИЙ РАСЧЕТ АВТОМОБИЛЯ ВАЗ 2101 Передаточное число трансмиссии на j – ой передаче определяется выражением ij = iКП j · iГП j , iГП=4,3, iКП1=3,75; iКП2=2,30; iКП3=1,49; iКП4=1,00.
Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля Audi A8
Построение внешней скоростной характеристики двигателя. Построение графиков силового баланса. Оценка показателей разгона автомобиля Audi A8. Путь разгона, его определение. График мощностного баланса автомобиля. Анализ тягово-скоростных свойств автомобиля.
Кривошипно-шатунный механизм автомобиля
1. Сопряжение «поршень – гильза (цилиндр)» Автомобиль ЗИЛ 130–76 Двигатель ЗИЛ 130 (6 л) Поршень ББ 99,99 – 99,98 мм Гильза ББ 100,03 – 100,02 мм Зазор наибольший находится по формуле, мм:
Расчет скоростной характеристики ДВС
Расчетно-физическое определение параметров скоростной характеристики транспортного поршневого двигателя внутреннего сгорания. Построение скоростной зависимости бензинового или дизельного двигателя, оценка качества выполненных воздействий на двигатель.
Кривошипно-шатунный механизм автомобиля
Определение наибольшего сопряжения в системе поршень – гильза (цилиндр) в автомобилях отечественных и зарубежных марок, их сравнительная характеристика и отличительные черты. Методика вычисления выступания поршня над уплотнительным буртом гильзы.
Тяговый расчет трактора
МИНИСТЕРСТВО СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА И ПРОДОВОЛЬСТВИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРОИНЖЕНЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИМЕНИ В.П.ГОРЯЧКИНА
Расчет тяговой характеристики трактора
Регулярная характеристика дизеля для колесного трактора. Максимальная угловая скорость вала двигателя. Передаточные числа трансмиссии для диапазона рабочих скоростей. Максимальная крюковая сила на каждой передаче при максимальном крутящемся моменте.
Циклы двигателя внутреннего сгорания
адача № 1 Циклы двигателя внутреннего сгорания Термодинамический цикл поршневого ДВС представляет собой повторяющуюся замкнутую последовательность обратимых термодинамических процессов, каждый из которых приближенно отображает известные из опыта особенности реальных процессов происходящих в реальном двигателе.
Объемно-роторная машина
Первая схема роторно-поршневой машины в виде двигателя Ванкеля с 1957 года прошла путь от идеи до серийного выпуска и была установлена на автомобиль японской фирмы "Мазда" (модель RX8).
Расчет клиноременной передачи
Тип сечения клинового ремня. Технические данные ремня. Диаметр ведомого шкива, диапазон межосевого расстояния. Величина сдвига двигателя для обеспечения необходимого натяжения ремня. Число и скорость ремней. Влияние силы, действующей на ремень и валы.
Расчет разброса баллистических параметров
Определение предельного случайного разброса баллистических параметров двигателя (при начальной температуре -50 С): давления, тяги, единичного и полного импульса тяги. Расчет недостающих величин. Группировка и оформление полученных результатов в таблицу.
Моделирование пуска асинхронного двигателя
Особенности разработки асинхронного электродвигателя с короткозамкнутым ротором типа 4А160S4У3 на основе обобщённой машины. Расчет математической модели асинхронного двигателя в форме Коши 5. Адекватность модели прямого пуска асинхронного двигателя.
Кривошипно-шатунный механизм
Понятие и описание особенностей таких деталей как: блок и головка цилиндров, шатун и коленчатый вал, маховик и картер, крепление двигателя. Все эти элементы являются составляющими кривошипно-шатунного механизма. Характеристика и описание этого механизма.
6Выбор коммутационно защитной аппаратуры
Выбор аппаратуры защиты производится с учётом следующих требований: - номинальный ток Iн и номинальное напряжение Uн автоматов должно соответствовать расчётному току и напряжению;
Советская гаубица М-10
К основным конструктивным особенностям ствольной группы гаубицы М-10 относятся переменная длина отката, затвор поршневого типа, гидравлический тормоз отката и гидропневматический накатник.