ПУСКОВОЕ ДАВЛЕНИЕ ЦИЛИНДРИЧЕСКОГО ВЫХЛОПНОГО ДИФФУЗОРА

Исходя из уравнения сохранения полного импульса газового потока в цилиндрическом выхлопном диффузоре достаточной длины {Lid=6...10) имеем

.

Давление в выходном сечении диффузора р_вых равно давлению в среде, в которую происходит истечение из диффузора ( <1); например, оно может быть равно атмосферному.

Для оценки приведенной скорости во входном сечении диффузора используется одно из двух уравнений:

;

,

где и р_а — приведенная скорость и давление в выходном сечении сопла испытуемого двигателя.

Рис. 4.13. Высотный стенд:

1 - опора; 2 - датчик осевой тяги; 3 - стальная камера; 4 - бронекожух; 5 -испытуемый двигатель; 6 - выхлопной диффузор; 7 - сопло парового эжектора; 8 - камера смешения эжектора; 9 - холодильник-конденсатор; 10 - холодильник-аккумулятор; 11 - газоход; 12 - отсечный клапан; 13 - откачка конденсата; 14 - конденсат; 15 - вентиляционная труба; 16 - резервуар для хранения воды; 17 - клапаны сброса давления.

Для оценки приведенной скорости в выходном сечении диффузора используется одно из двух уравнений:

;

.

В случае течения газа постоянного состава с неизменной темпера­турой торможения и т_вых=т имеем _вых= _вх и следующую фор­мулу для давления запуска:

.

Так, при к=1,15 F_bx/F 30 имеем р_оп/р_вых 0,6F_BX/F .

Расход, температура торможения и состав газов изменяются при течении по диффузору в случае впрыска воды в пристеночный слой (с целью создания внутреннего охлаждения). Тогда проводится термодинамический расчет параметров смеси в выходном сечении диф­фузора (рис. 4.14, табл. 4.17). Суммарный эффект заключается в том, что приведенная скорость в выходном сечении увеличива­ется и пусковое давление воз­растает. При некотором значении функция становится равной единице, что означает запира­ние диффузора. Такой режим течения недопустим, и отсюда вытекает ограничение по значению расхода воды в системе внутреннего охлаж­дения.

Рис. 4.14. Параметры равновесной сме­си продуктов сгорания твердого топ­лива и воды

Другие параметры, а именно: угол наклона профиля у выходного среза сопла , зазор между выходным срезом и входом в диффузор F_BX-F_a, число сопел в блоке (форма сечения истекающей струи), угловое отклонение оси сопла от оси диффузора (при F_BX=const), изгиб диффузора, слабо влияют на пусковое давление цилиндрическо­го диффузора длиной L/d 6...10.

Если истечение газов из каждого сопла многосоплового блока происходит в индивидуальный диффузор, то это позволяет: а) сократить длину стенда вследствие уменьшения абсолютной длины диффузора L=(6...10)d_ВХ=(8...12)d_a и б) снизить пусковое давление, так как при этом уменьшается F_BХ/F_a. Там, где это необходимо и возможно, вместо круглого диффузора может быть установлен диффузор с другой формой поперечного сечения или выполненный в виде решетки.

В случае, если при испытании двигателя сопло поворачивается толь­ко в одной плоскости, может оказаться целесообразным увеличение входного сечения диффузора лишь в этой же плоскости.

Таблица 4.17