Рис. 7.24. Схема и общий вид парогазогенератора:

1 - газогенератор; 2 - отверстия наддува; 3 - емкость с водой; 4 - форсунки; 5 - труба смешения; 6 - выхлопная труба; 7 - критическое сечение сопла ГТ; 5 - отражатель

Рис. 7.25. Конструкция форсунок в составе ШТ:

а - тангенциальный распыл; б - радиальный распыл

С использованием известной термодинамической модели внугрикамерных процессов в ПГГ [62] и теории планирования эксперимента проведен численный эксперимент с целью выбора конструктивных параметров, позволяющих наиболее эффективно регулировать температуру парогаза. Выше было показано, что для заданного топлива она определяется относительным расходом воды

где и /Wp - соответственно расходы воды и газа в трубу смешения.

В качестве конструктивных параметров использованы площади отверстий форсунок Рф и отверстий наддува бака с водой Fh, отнесенные к площади критического сечения сопла Fp.

При квазистационарном режиме работы ПГГ соотношения между определяющими проходными сечениями ПГГ зависят от того, является ли режим работы газогенератора до- или сверхкритическим, и определяются аналитически на основе термодинамической модели. Для проектирования ПГГ необходимы коэффициенты приведения, в частности коэффициенты тепловых потерь в камере ГГ, емкости с водой и трубе смешения, а также коэффициенты расхода и гидравлического сопротивления узких сечений. Указанные коэффициенты могут быть найдены по имеющимся в литературе материалам по отработке ГГ, а также на основе проводимых экспериментов и решения частных обратных задач внутренней баллистики узлов ПГГ.

Расчеты и эксперименты показали, что для ПГГ с прогрессивной расходной характеристикой получение квазипостоянной температуры рабочего тела при постоянных величинах Fo, Fh и Fk невозможно. На рис. 7.26 показаны опытные циклограммы расхода парогаза, его давления и температуры. При запуске и останове ГОТ температура имеет ярко выраженные забросы , а в период 0,1 ... 1,0 с она стабильна и составляет около 400 К, что свидетельствует об истечении парогаза с частично неиспарившейся водой. Рассчитанный по результатам измерения перепада давления на форсунках относительный расход воды составляет 1,7 ... 1,1, в то время как по результатам термодинамического расчета он должен составлять 0,7 ... 0,8 для получения температуры парогаза

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Г, С

Рис. 7.26. Результаты испытаний ПГГ с постоянной площадью критического сечения сопла

650 ... 750 К. Результаты измерения температуры подтверждаются скоростной киносъемкой струи парогаза, истекающей из выхлопной трубы (рис. 7.27).

Расчеты и стендовые испьггания ПГГ с критическим вкладышем постоянного сечения показали следующее:

1. Давление в ГГ сразу после запуска определяется наличием заглушки и давлением ее вскрытия, причем установка заглушки уменьшает прогрессивность давления в камере ГГ. При прочих равных условиях без заглушки <5р = 23/7,5 (МПа/МПа^; при ее наличии ар= 18/9.

2. Применение заглупжи, служащей лшпь для герметизащ1и ГГ, приводит к забросу температуры парогаза при запуске ШТ, особенно при не полностью заполненной емкости с водой.

3. Давление в емкости с водой определяется относительной площадью отверстий наддува и количеством заливаемой воды.

Получение парогаза с квазипостоянной температурой возможно за счет применения разгорающегося критического вкладыша со спещ1ально подобранной формой отверстий в нем.