= /п.с(7г)-/п.с(7с). (7.29)

где Wb - масса воды; г - удельная теплота парообразования (фазового перехода - ф.п); Гн - начальная температура воды; 7ф.п - температура испарения воды; Гсм - температура смеси; Св, Сп - теплоемкость воды и пара соответственно; 1а,с (TV), /п.с (Тс) - энтальпии продуктов сгорания при температуре горячего газа и его смеси с паром соответственно. Это уравнение решается численно в связи с нелинейной зависимостью теплоемкости воды и водяного пара от температуры, а также зависимостью теплоты фазового перехода от давления (рис. 7.21).

Рис. 7.21. Зависимость температуры парогаза от относительной массы вводимой воды:

СТТ, БТТ - смесевое и баллиститное топливо; А - эксперимент с БТТ; ...... температура конденсации водяного пара

При проведении инженерных расчетов оценка массы воды, необходимой для получения парогаза с заданной температурой, может быть проведена с использованием уравнения теплового баланса (7.29). Левая часть уравнения включает составляющие энергии, необходимые для нагрева воды от исходной температуры до температуры испарения при давлении в реактивном пространстве ПГГ, ее испарения и для нагрева водяного пара от температуры испарения до равновесной температуры парогаза:

Произведена оценка погрешности расчета температуры парогаза при линеаризации уравнения (7.29) осреднением теплоемко-стей. Для этого проведен расчет температуры парогаза при различных давлениях и, как следствие этого, различных температурах испарения воды (рис. 7.22).

Изменение расчетной температуры парогаза в рабочем диапазоне давлений находится в пределах ±3 %.

Важной характеристикой парогаза, как рабочего тела является его газовая постоянная, которая наряду с температурой обеспечивает работоспособность парогаза. На рис. 7.23 показана расчетная зависимость газовой постоянной парогаза на основе баллиститного топлива при различном относительном количестве вводимой воды.

Фактическая газовая постоянная получается при пересечении линии 5, характеризующей зависимость температуры парогаза от массы подводимой в продукты сгорания ТТ воды.

Зависимость газовой постоянной от температуры имеет максимум при температуре 1000 К. С увеличением массы вводимой воды характер зависимости становится более плавным.

Приведенные расчетные данные могут быть использованы при выполнении проектов ПГГ различного назначения на балли-сгитном топливе с температурой горения 2400 К.

750 700 650

0 12 3 /7, МПа

Рис. 7.22. Влияние давления на температуру парогаза

380 340

1000

1250

Рис. 7.23. Газовая постоянная парогаза с различным содержанием воды:

7 - /Яв = 0,2; 2 - Wb = 0,4; 3-т^ = 0,6; 4-т^, = 0,8;

5----зависимость температуры парогаза от объема воды,

подводимой в продукты сгорания ТТ

7.6. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ОПЫТНОЙ ОТРАБОТКИ СТЕНДОВОГО ПАРОГАЗОГЕНЕРАТОРА

Парогазогенератор (рис. 7.24) включает три основных узла: газогенератор, емкость с водой и реактивное пространство. ГГ включает корпус с передним и задним дном, многошашечный заряд и воспламенитель. При запуске ГГ основная часть продуктов сгорания через критическое сечение 7 поступает в трубу смешения 5. ГГ работает в надкритическом режиме. Меньшая часть продуктов сгорания через отверстия наддува поступает в емкость с водой 5, вытеснение воды в трубу смешения через форсунки 4 производится горячими газами. Для исключения перемешивания продуктов сгорания, используемых для наддува емкости с водой, служит отражатель 5. При автономной стендовой отработке ПГГ для поддержания давления в выхлопной трубе 6 используется выходной вкладыш. Заслуживает внимания организация процесса распыления воды и ее смешения с продуктами сгорания. Форсунки можно располагать в трубе смешения как тангенциально (рис. 7.25, а), так и радиально (рис. 7.25, б).