Проектирование пневмогидросистемы первой ступени баллистической ракеты (стр. 7 из 11)

Расчет диаметра трубопровода окислителя

- масса топливной системы окислителя,

где

- масса бака окислителя;

- масса рабочего тела наддува бака окислителя;

- масса трубопровода окислителя.

Масса бака окислителя:

,

где

.

Масса трубопровода:

,

где

;

- приведённая длина трубопровода окислителя (от заборного устройства до входа в насос).

Масса рабочего тела наддува бака окислителя:

,

где

;

- эффективная работоспособность газа.

Суммарные потери давления в трубопроводе окислителя:

,

где

- потери давления на создание скорости;

- скорость движения окислителя в трубопроводе.

- потери давления на трение между движущейся жидкостью и стенками трубопровода;

- коэффициент потерь на трение (зависит от режима течения жидкости);

- местные потери;

- суммарный коэффициент местных сопротивлений.

Масса топливной системы окислителя:

.

Зададимся несколькими значениями диаметра трубопровода окислителя и произведём расчёт по приведённым выше выражениям. После чего построим график зависимости массы топливной системы окислителя от диаметра трубопровода (рис.10) и данные вычислений сведём в таблицу (табл.2).

Рис.10. График зависимости массы топливной системы окислителя от диаметра трубопровода

Таблица 2

, м	, м/с	, Па	, м
0.13	19.726	1.333	1327	-
0.14	17.009	9.911	1028	22.545
0.15	14.817	7.521	818.581	20.344
0.16	13.022	5.81	668.908	18.285
0.17	11.535	4.559	559.482	16.359
0.18	10.289	3.627	477.989	14.566
0.19	9.235	2.922	416.295	12.907
0.2	8.334	2.38	368.9	11.385
0.21	7.559		332.007	10.001
0.22	6.888	1.625	302.946	8.753
0.23	6.302	1.361	279.805	7.638
0.24	5.788	1.148	261.197	6.65

По ГОСТ 18482-79 выбираем диаметр трубопровода окислителя равным

.

8. Выбор типов заборных устройств и расчёт остатков незабора

Заборные устройства (ЗУ) ТБ, предназначены для обеспечения бесперебойного поступления компонентов топлива из баков в топливные магистрали при всех заданных режимах работы ЖРД. Нарушения подачи топлива, вызываемые воронкообразованием, кавитацией или динамическим «провалом» уровня свободной поверхности топлива, проявляющимся в неравномерном опускании топлива, недопустимы.

Конструкция ЗУ зависит от области применения ЛА, а также от конструктивного выполнения и компоновки ТБ и ДУ.

На маломанёвренных ЛА обычно применяются тарельчатые или сифонные ЗУ.

При сливе КТ через сливное отверстие в баке в конце опорожнения образуется воронка, приводящая к двухфазному течению в сливном трубопроводе.

Переход к двухфазному течению при вихревом воронкообразовании происходит при больших высотах уровня, чем при возникновении воронки без вращения. Поэтому для уменьшения остатков незабора применяют ЗУ, понижающие величину критического уровня.

На величину остатков незабора топлива оказывают влияние:

1. форма топливного бака;

2. форма днища, с которого производится забор КТ;

3. место отбора (центральное или боковое);

4. способ, применяемый для исключения вихревой воронки;

5. массовый секундный расход КТ.

Для бака окислителя выбираем тарельчатое ЗУ с центральным отбором КТ, а для бака горючего – тарельчатое ЗУ с боковым отбором КТ.

8.1 Выбор типов и основных геометрических размеров заборных устройств

Расчёт проводится согласно [4].

Выбор основных размеров заборного устройства бака окислителя

Диаметр тарели:

.

Высота установки тарели:

.

Радиус перехода в сопряжении днище – трубопровод:

.

Диаметр рёбер тарели:

.

Радиус внутреннего контура тарели:

.

Рис.11. Схема заборного устройства бака окислителя

Выбор основных размеров заборного устройства бака горючего