Научный отчет № 4879

Название: Исследование рабочего процесса и тяговых характеристик модели тягового устройства ПуДД (Д=70 мм).
Авторы: Громов В.Г., Хмелевский А.Н., Марков В.В., Афонина Н.Е., Смехов Г.Д.
Аннотация: Проведено экспериментальное и численное исследование течения в модели тягового устройства ПуДД с кольцевым соплом с условным диапазоном 70 мм. Для описания течения многокомпонентной смеси в невязком приближении использовалась система уравнений Эйлера в осесимметричном двумерном нестационарном приближении, дополненная уравнениями химической кинетики. Расчеты течения с учетом вязкости основывались на комплексе программ, включающих программы численного интегрирования уравнений Навье-Стокса для различных моделей газовой среды, базы данных по термодинамическим, транспортным и кинетическим свойствам газов и специальные программы генераторы. Выполнены многопараметрические расчеты течения в тяговом устройстве ПуДД, позволившие выявить основные особенности динамики газодинамических и термохимических процессов в устройстве от момента его запуска до выхода на результирующий режим. Получены оценки влияния геометрических параметров тягового модуля и параметров рабочего газа (продуктов сгорания топлива в воздухе), вдуваемого через кольцевое сопло, на средние и пульсационные характеристики двигателя. Эксперименты выполнены на модели тягового устройства двигателя с использованием в качестве горючего стехиометрических смесей ацетилена с воздухом в диапазоне давлений торможения от 4,8 до 20,5 атм для значения критического сечения кольцевого сопла равного 4,4 мм. В указанном диапазоне параметров расчетные (по вязкой модели) значения тяги удовлетворительно согласуются с измеренными, равными соответственно 722 и 2688Н. Сопоставление результатов, полученных с использованием различных моделей газовой среды с данными экспериментов по измерению давления на тяговой стенке и тяги, позволило, с одной стороны, выяснить степень влияния учета вязкости газа на расчетные значения тяговых характеристик двигателя, и, с другой, верифицировать применяемые оригинальные расчетные модели течения в исследованном диапазоне изменения определяющих параметров.
Год публикации: 2007 г.
Объём: 138 с.
Научный руководитель: Левин В.А.
Ключевые слова: ПуДД, рабочий процесс, тяговые характеристики, моделирование, вязкое/невязкое приближение, база данных, эксперимент, давление, тяга, верификация.