Скорость горения топлива на контрольной поверхности и в критическом сечении определяется по формулам

здесь Dk и Do, djn do - усредненные по результатам нескольких испытаний диаметры контрольной поверхности до и после испытания и диаметры критического сечения сопла.

Скорость горения контрольной поверхности при давлении в камере приводится к скорости горения при давлении в критическом сечении по формуле

ип.щ,=[тГи,. (7.24)

Коэффициент турбулентного горения в критическом сечении

в.р=. (7.25)

После обработки экспериментов получены значения коэффициента турбулентного горения:

при давлении в камере 6,5 МПа

екр=4,29;

при давлении в камере 9,0 МПа

екр=4,36.

Полученные результаты будут использованы при проектировании ЭУТТ, описанной в разд. 7.6.

7.5. РЕГУЛИРОВАНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ЭУ СТАРТА

Одним из требований к ЭУТТ старта является генерирование рабочего тела с температурой, не оказывающей разрушающего воздействия на катапультируемый летательный аппарат и стартовое устройство. Снижение температуры рабочего тела до требуе-

Y,ij{nj-i-8knj,)-nj -InMy-lnw, =0; (7.27)

уравнения закона Дальтона

мого значения (600 ... 800 К) возможно как за счет подбора рецептуры твердого топлива (в настоящей работе не рассматривается), так и за счет введения в продукты сгорания топлива хладагента -воды. Такая ЭУТТ называется парогазогенератором на твердом топливе (111 Г) с прогрессивной расходной характеристикой.

Основой для проектирования ПГГ является термодинамический расчет смеси продуктов сгорания ТРТ и водяного пара. Цель расчета - определение равновесной температуры парогаза, а также его газовой постоянной в зависимости от количества воды, вводимой в продукты сгорания ТРТ известного состава.

Исследование параметров парогаза проводилось с использованием классического метода, разработанного профессором В.Е. Алемасовым и его сотрудниками. Парогаз в каждый момент времени рассматривается как многокомпонентная гетерогенная термодинамическая система, находящаяся в равновесии. В соответствии со вторым законом термодинамики равновесие системы характеризуется максимумом энтропии относительно термодинамических степеней свободы, к которым относятся концентрации компонентов смеси М, температура Г, давление р. Удельный объем К и внутренняя энергия U при этом остаются независимыми переменными, так как условия равновесия системы относительно окружающей среды могут быть выражены с помощью равенств dV= О, dU = О или V= const, U = const. Условия равновесия термодинамической системы задаются любой парой значений термодинамических параметров из шести величин: р, V, Г, 5, /, U.

В соответствии с трудами В.Е. Алемасова система уравнений включает:

уравнения диссоциации (закона действующих масс)

lnpj-Y.aylnkj=0; (7.26)

уравнения сохранения вещества

(7.28)

где /, j - индексы элемента и соединения соответственно; q - индекс вещества (элемента или соединения); к - номер вещества в конденсированном состоянии с числом молей в этом состоянии; 8у/ - символ Кронекера.

Расчеты проведены для продуктов сгорания баллиститного топлива и воды в количестве О ... 80 % массы продуктов сгорания.

Результаты расчетов обработаны путем построения изотерм и изобар в координатах IS для парогаза при различном соотношении вводимой в продукты сгорания воды (рис. 7.20). Температура парогаза при этом находится по заданной энтальпии исходного состава и давлению, которое определяется при решении уравнений движения катапультируемого ЛА, сохранения массы и энергии рабочего тела для ШТ и объема под катапультируемым ЛА. В термодинамическом расчете давление полагается известным.

5, кДж/кг

Рис. 7.20. Диаграмма /-5 для парогаза при относительном расходе воды 20 %:

1-р = 0,1 МПа; 2 -/7 = 0,5 МПа; 3-р = 2 МПа; 4-р = 4 МПа