Генератор сверхзвуковых струй на базе малогабаритной ракетной камеры для струйно-абразивной обработки материалов

• Автор: Буланова, Екатерина Александровна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Самара
• Количество страниц: 150 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
1. СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА. ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ РАБОТЫ
1.1 Генераторы сверхзвуковых струй на базе ракетной камеры
1.2 Основные особенности рабочего процесса генераторов сверхзвуковых струй
1.3 Струйно-абразивная обработка материалов
1.4 Установки для струйно-абразивной обработки
1.5 Устройство для струйі ю-абразивной обработки на базе ракетного двигателя
1.6 Теоретические и экспериментальные методы исследования двухфазных потоков
1.7 Цели и задачи работы
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕТЕРОГЕННЫХ СТРУЙ ГЕНЕРАТОРА СВЕРХЗВУКОВЫХ СТРУЙ ДЛЯ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
2.1 Математ ическая модель движения монодисперсного потока абразива в сверхзвуковой струе продуктов сгорания генератора сверхзвуковых струй для струйно-абразивной обработки материалов
2.2 Методика расчета кинетических характеристик двухфазі юй струи генератора сверхзвуковых струй для струйно-абразивной обработкиматериалов
2.3 Результаты расчета кинетических характеристик двухфазных струй продуктов сгорания
2.4 Математическая модель движения полидисперсного потока частиц в сверхзвуковой струе продуктов сгорания ГСС для CAO
2.5 МЕТОДИКА расчета скорости ДВИЖЕНИЯ ПОЛИДИСПЕРСНОГО ПОТОКА частиц в потоке продуктов сгорания
2.6 Определение среднего диаметра полидисперсного потока частиц
2.7 Решение для частиц с высоким числом Рейнольдса
2.8 Выводы по главе
3. ПРОЕКТИРОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА СВЕРХЗВУКОВЫХ СТРУЙ НА БАЗЕ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ МАЛОЙ ТЯГИ ДЛЯ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ И СТЕНД ДЛЯ ЕГО ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ
3.1 Газогенератор сверхзвуковых струй для струйно-абразивной обработки на базе ракетного двигателя малой тяги
3.1.1 Основные принципы проектирования
3.1.2 Система востамепения компонентов топлива
3.1.3 Особенности стабилизации процесса горения в камере газогенератора. Определение основных параметров стабилизатора
3.1.3 Разработка формы профиля камеры сгорания
3.2 Стенд для экспериментального исследования кинетических характеристик сверхзвуковых двухфазных СТРУЙ
3.2.1 Устройство контроля параметров дисперсной фазы
3.2.2 Основные системы стенда для проведения экспериментальных исследований
3.2.3 Газогенератор сверхзвуковых струй для струйно-абразивной обработки материалов
3.3 Выводы по главе
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕНЕРАТОРА СВЕРХЗВУКОВЫХ СТРУЙ ДЛЯ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ. УСТАНОВКА ДЛЯ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
4.1 Программа испытаний
4.2 Сопоставление экспериментальных данных с результатами расчета
4.2.1 Исследование характеристик потока абразива на холодном пуске газогенератора

4.2.2 Исследование характеристик потока абразива в струе продуктов сгорания
4.3 УСТАНОВКА ДЛЯ СТРУЙНО-АБРАЗИВНОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ
4.4 Критерий сравнения устройств для струйно-абразивной обработки материалов
4.5 Перспективы развития конструкции газогенератора
4.6 Выводы ПО ГЛАВЕ
ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ И УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
Сокращения
АСИ — автоматизированная система испытаний;
АСО — аппарат струйной очистки;
БЭ - блок электроники;
ВРД - воздушно-реактивный двигатель;
ГСС - генератор сверхзвуковых струй;
ГТД - газотурбинный двигатель;
ДД - датчик давления;
ДУ - датчик усилия;
ИП - источник питания;
КС - камера сгорания;
РД - ракетный двигатель;
РДМТ - ракетный двигатель алой тяги;
CAO - струйно-абразивная обработка;
СПВ - система подачи воздуха;
СПП - система подачи пропана;
СПТ - система подачи топлива;
СХП - система хранения и подачи;
ТАО - термо-абразивная обработка;
ТРД - турбореактивный двигатель;
ПВП - пропано-воздушный пескоструй;
ПГС - пневмогидравлическая схема;
ПК - персональный компьютер;
ПП - первичный преобразователь;
УК - устройство контроля дисперсной фазы;
ХГКПЭ - химический генератор концентрированных потоков энергии;

13 л/Яе '
(2.5)

Измерения Либстера 0 Аллена

о э 1921 Визельсдергера 1926

е* ч / 7

а * * « л * - »
тг V »

68 о 2 I 68 ,2668,2 668

Рисунок 2.2 - Коэффициент лобового сопротивления в зависимости от числа

Рейнольдса: 1 - с, = ,—; 2 - с, « 0,4 л/Яе
В дальнейшем будем использовать коэффициент сопротивления в форме (2.5),
математическая модель, таким образом, будет справедлива для частиц с числом
Рейнольдса Яе = 50.. 1250.
Рассмотрим одномерную модель движения частиц в газовом потоке, считая, что все
частицы имеют одинаковый диаметр. При прохождении некоторого пути сЬс частицей
происходит изменение импульса частицы и импульса газового потока:
т, = (Ьл>а та сЛг,
где у - коэффициент запыленности струи, равный отношению расходов потоков частиц и продуктов сгорания (рисунок 2.3).

(2.5а)