Влияние высокочастотных колебаний газа в ракетном двигателе на твердом топливе на продольную акустическую неустойчивость

• Автор: Петрова, Елена Николаевна
• Шифр специальности: 05.07.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 126 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН

ВВЕДЕНИЕ

1 .АНАЛИЗ ПРОДОЛЬНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ И МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ

1.1. УСЛОВИЯ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ПРОДОЛЬНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ

1.2 .АНАЛИЗ ИСТОЧНИКОВ

1.2.1. ГАЗОДИНАМИЧЕСКИЕ ИСТОЧНИКИ

1.2.2. КОНСТРУКТИВНЫЕ ИСТОЧНИКИ

1.2.2.1. ПОЛУЗАМКНУТЫЕ ПОЛОСТИ ГАЗОВОГО ТРАКТА

1.2.2.2. СЛОЖНАЯ ПЕРФОРАЦИЯ КАНАЛА ПРОТОЧНОЙ ЧАСТИ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

1.2.2.3. РЕЗКОЕ ИЗМЕНЕНИЕ ПРОХОДНОГО СЕЧЕНИЯ КАНАЛА

1.2.2.4. УТОПЛЕННОСТЬ СОПЛОВОГО БЛОКА
1.2.3. МОДАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ КОНСТРУКЦИИ
1.3. СТОК АКУСТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ
2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ УСЛОВИЙ ПЕРЕКАЧКИ ЭНЕРГИИ ПРИ ВОЗНИКНОВЕНИИ
ПРОДОЛЬНОЙ АКУСТИЧЕСКОЙ НЕУСТОЙЧИВОСТИ
2.1. ПОСТАНОВКА И ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.2 ИСЛЕДОВАНИЕ СЛОЯ СО СТОЯЧЕЙ ВОЛНОЙ
2.3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ
3. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ УСЛОВИЙ

«ПЕРЕХОДА» ЭНЕРГИИ
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ
4. МЕТОДИКА ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ КОНСТРУКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ КС НА ВОЗНИКНОВЕНИЕ «С-СЛОЯ»
4.1. РАСПОЛОЖЕНИЕ КОМПЕНСАТОРА В ПОЛОСТИ ГАЗОВОГО ТРАКТА
4.2. УТОПЛЕННОСТЬ СОПЛОВОГО БЛОКА
4.3. КОНУСНОСТЬ КАНАЛА
4.4. ЦИЛИНДРИЧЕСКИЙ КАНАЛ
ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ ОСНОВНЫХ ВЕЛИЧИН
а - скорость звука, коэф.теплопроводности;
СУ,СР - теплопроводность;
0,(1 - диаметр канала;
Е - энергия;
f - частота акустических колебаний;
А - амплитуда акустических колебаний; g — ускорение свободного падения; ш - круговая частота; п - порядковый номер продольной моды;
к - волновое число, коэф. влияния источника акустических колебаний;
Ь - энтальпия;
т - масса тела;
т' - массовый расход;
О' - весовой расход;
Р - давление в КС, давление газа в потоке;
V, и - осевая и радиальная скорости;
XV - скорость газа в потоке;
У - акустическая проводимость;
X - длина волны;
р - коэф. расхода, коэф. динамической вязкости; р - плотность газа;
()'- нестационарные значения;
(-) - безразмерное значение параметра

как секундного притока с единицы эффективной поверхности:
А2Р х А0’
Ё'РВ = 4,22 Р'а + 0 013О х 103,
где: А - амплитуда перемещений стенки канала, мм;
Ар— амплитуда колебаний давления у стенок днища, Н/м;
/- отношение собственной частоты радиальной вибрации к частоте первой продольной моды колебаний газа в камере сгорания двигателя.
Секундный приток акустической энергии от горящей поверхности и от объемного усиления в потоке камеры сгорания выражены следующими корреляционными зависимостями:
Ё'дп = 3.13-0.2324«,„
Ё'у =23.32 + 0.01736Г3 Общий секундный приток акустической энергии в камеру сгорания: Ё = БэфЁ'дп + УЭФЁ'у + Ёте По оценке исследователей приток акустической энергии от резонансного взаимодействия составляет (20-45) % всего притока акустической энергии.
В движущемся газовом потоке невозможно отделить акустические явления от нелинейных процессов, имеющих место в движущейся среде. Любые взаимодействия как внутри потока, так и на поверхности, приводят к нелинейным взаимодействиям при распространение звука, поскольку скорость распространения колебаний давления ничего общего не имеет со скоростью звука. Связь между давлением пульсаций и их скоростью не линейна, отличается от связи между давлением в звуковой волне и скоростью звуковых колебаний. Чтобы отделить