Составляющие потерь удельного импульса

В соплах для холодных продувок

				, %	, %	, %
1,118 1,118 1,118 1,118 0,866	0,75 0,75 1,50 0,75 1,50	4,81 4,81 3,16 3,16	4,49 4,11 4,11 3,45 3,45	1,1 1,8 1,7 2,8 2,9	1,0 0,9 1,1 0,7 0,9	2,1 2,7 2,8 3,5 3,8

Таблица 4.6

Составляющие потерь удельного импульса в РДТТ

, мм					, %	, %	, %	, %	, %
	33,7 29,0	0,6 0,6 2,0 3,3 2,0	2,8 2,9 5,0 4,0 8,9	2,86 3,94 4,86 3,00 7,30	1,6 4,5 2,4 1,0 1,9	0,6 0,6 1,0 0,8 1,4	1,9 2,8 2,8 3,0 4,3	0,2 0,2 0,3 0,4 0,6	4,6 8,5 6,9 5,5 8,5

4.2.2. ОТСУТСТВИЕ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ В СОПЛЕ

Малые размеры частицы, время ее пребывания в раструбе сопла и вероятность образования зародыша кристаллизации в ней обусловли­вают то, что частица окиси металла и при температуре, меньшей темпера­туры плавления, находится в жидком, переохлажденном состоянии.

В этом случае имеют место' уменьшение скорости истечения, потери удельного импульса.

Уменьшение скорости истечения при постоянном давлении

,

где и -теплота и температура плавления.

Уменьшение скорости истечения при отсутствии кристаллизации для двух топлив на основе перхлората аммония приведено в табл. 4.7.

Таблица 4.7

Уменьшение скорости истечения' при отсутствии кристаллизации

% Al в топливе		z	v/c	%
		0,13 0,28		0,663 0,56

Уменьшение пустотного удельного импульса из-за отсутствия крис­таллизации на примере топлива с 15 % А1 в зависимости от степени рас­ширения сопла (d_a/d )² составляет:

(d_a/d )²............... 4 9 16 25 36

......... 0,3 1,0 1,3 1,5 1,6

ОДНОМЕРНОЕ ТЕЧЕНИЕ

Приближенное решение задачи об одномерном течении газа с части­цами неизменного одинакового состояния и размера может быть получе­но методом возмущений. В нулевом приближении газ и конденсирован­ная фаза имеют одинаковый состав и температуру, отсутствуют фазовые превращения. Такое "невозмущенное" течение двухфазной смеси экви­валентно движению газа с эффективными газовой постоянной и показа­телем изоэнтропы (табл. 4.8 d_a/d =3, с=с ):

; ;

;

;

;

;

,

где z — массовая доля конденсированных частиц в смеси; с — теплоем­кость частиц.

Приближенные зависимости имеют вид

;

.

В результате относительного движения частиц различных размеров они могут сталкиваться между собой. Одновременно капля вращается, обдувается и деформируется газовым потоком. Исходом соударения капель в этих условиях могут быть коагуляция, укрупнение или дроб­ление, уменьшение. Размеры частиц при течении по соплу изменяются.

Однако для оценки возможного уровня потерь удельного импульса и относительного уменьшения расходного комплекса реальный полидисперсный конденсат может быть заменен монодисперсным, если в качестве эквивалентного диаметра частиц принять среднемассовый диаметр в горловине сопла.

Потери удельного импульса на скоростное и температурное отста­вание частиц пропорциональны массовой доле конденсированной фазы z и могут быть представлены в виде [2]

, ,

где =f( ); z — доля конденсированной фазы; коэффициенты kj близки к единице, зависят от давления в двигателе р, радиуса скругления горловины , полуугла раствора сопла =0,75 + 0,25 и степени расширения сопла соответственно, а также еще от ; k_r зависит еще от давления р (несколько уменьшается с ростом давления).

Если в качестве опорного варианта выбрать коническое сопло с r=2,0; ₂⁼15°; r _а=2,5 и параметры в двигателе р=4 МПа и z=0,1, то , где =d причем d_s измеряется в мкм, a d -в мм. Изменение функции в зависимости от составляет:

............. 0 0,25 0,5 1 1,5 2 2,5

%......... 0 1,0 1,5 2,2 2,5 2,6 2,7

Таблица 4.8