Разработка унифицированных компактных пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов для жидкостных ракетных двигателей

• Автор: Клюева, Ольга Геннадьевна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Химки
• Количество страниц: 167 с. : ил.

Содержание

Условные обозначения

Введение
Глава 1. Обоснование проблемы необходимости разработки теплообменного аппарата другого типа конструкции для современного перспективного двигателя РД191

1.1. Система наддува баков ракеты-носителя

1.2. Основные требования, предъявляемые к агрегату наддува

двигателя РД191

1.3. Анализ теплообменных аппаратов, применяемых в жидкостных

ракетных двигателях

1.3.1. Кожухотрубчатые теплообменные аппараты двигателей

РД107 и РД108, РД111 и РД119

1.3.2. Цилиндрические теплообменные аппараты двигателей РД120,
РД170, РД171 и РД180
Глава 2. Разработка основных принципов при проектировании пластинчато-ребристого агрегата наддува двигателя РД191
2.1. Выбор типа конструкции агрегата наддува
2.2. ~ Проектирование конструкции агрегата наддува-.
2.3. Методика расчёта гидравлических потерь трактов
2.4. Методика расчёта теплопередачи теплоносителей
2.5. Расчёт прочности конструкции агрегата наддува
Глава 3. Экспериментальное исследование агрегата наддува двигателя РД191
3.1. Основные этапы испытаний агрегата наддува
3.1.1. Приёмо-сдаточные испытания
3.1.2. Контрольно-выборочные испытания

3.1.3. Испытания агрегата наддува при динамических нагрузках (тряски, вибрации и для определения амплитудно-частотных характеристик)
3.1.4. Автономные огневые испытания
3.1.5. Испытания в составе двигателей РД191
3.2. Анализ полученных экспериментальных данных и сравнение их с
расчётными значениями
3.2.1. Автономные огневые испытания
3.2.2. Испытания в составе доводочных двигателей РД191
Глава 4. Создание унифицированной конструкции теплообменного аппарата для жидкостных ракетных двигателей
4.1. Расчёт распределений теплоносителей в каналах стенок агрегата наддува двигателя РД191
4.2. Оптимизация геометрических характеристик стенок
4.3. Проектирование усовершенствованного агрегата наддува РД191
4.4. Проектирование пластинчато-ребристых теплообменных
аппаратов двигателей РД171М и РД180
Глава 5. Анализ способа интенсификации теплообмена путём нанесения луночного рельефа
Глава 6. Оценка эффективности внедрения пластинчато-ребристых теплообменных аппаратов в жидкостные ракетные двигатели
Заключение
Список литературы

Условные обозначения
Сокращения, принятые в диссертации
АН - агрегат наддува;
БНА - бустерный насосный агрегат;
ЖРД - жидкостной ракетный двигатель;
КВИ - контрольно-выборочные испытания;
КПД - коэффициент полезного действия;
МВТ - многоблочные вычислительные технологии;
МУ - модельная установка;
ПСИ - приемо-сдаточные испытания;
PH - ракеты-носитель;
ТЗ - техническое задание;
ТИ - точки измерения;
ТНА - турбонасосный агрегат;
ТО - теплообменный аппарат;
ТО-БО - теплообменный аппарат для наддува бака окислителя PH; ТО-БГ - теплообменный аппарат для наддува бака горючего PH.
Индексы, принятые в диссертации
АН- через агрегат наддува; авт - автономное; вх - вход; вых - выход; вт - втулки;
г - подогревающий теплоноситель; гг — газогенераторный газ; гд - горючего на входе в двигатель; гдкс - горючего до камеры сгорания; гидр - гидравлический; гл — гладкая поверхность;
ГИ- режим гидроиспытания;
дв - двигателя;
псп - испытание;
кан - канал;
м — местное;
пом - номинальный;
окд - окислитель на входе в двигатель;
отв - отверстие;
ож - ожидаемая;
П - тракт газогенераторного газа без установки шайбы с разглушенным отверстием во втулке;
гелия
Отвод
гелия'

Отвод
газогенераторного газа —|

перепуск газогенераторного газа
Подвод і газогенераторного ♦ газа

Рис. 19. Схема течения теплоносителей в теплообменном аппарате двигателя РД171
Цилиндрические ТО двигателей РД171, РД170 и РД180 обеспечивают заданные ТЗ выходные параметры (табл. 7, 8).
Таблица
Основные параметры гелия
Наименование параметра, Размерность РД171 РД170 РД180
Массовый секундный расход, кг/сек 0,4 0,7 0
Температура на входе в ТО, °С
Температура на выходе из ТО, °С 280±35 235 182±35
Давление на входе в ТО, кгс/см2
Максимальное давление на входе в ТО, кгс/см2
Давление на выходе из ТО, кгс/см > 15 > 15 >97
Перепад давления в ТО, кгс/см2 < 15 <20 <3
Таблица
Основные параметры газогенераторного газа
Наименование параметра, Размерность РД171 РД170 РД180
Суммарный массовый секундный расход, кг/сек 22,62 20,86 15
Массовый секундный расход, идущий через теплообменный тракт, кг/сек 20,36
Температура на входе в ТО, °С
Температура на выходе из ТО, °С
Давление на входе в ТО, кгс/см2 272,2 272 268
Давление на выходе из ТО, кгс/см2 254 255,2 175
Перепад давления в ТО, кгс/см2 18,2 16,8 93