5 / 13
Влияние степени нерасчетности инжектируемой струи…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 2·2017 5
В качестве рабочего тела используется газ, термодинамические
параметры которого соответствуют продуктам сгорания смесевого
топлива с рецептурой на основе традиционных компонентов (80 %
перхлорат аммония, 20 % синтетический каучук дивинильный) [16,
17]. Расчет теплофизических параметров продуктов сгорания прово-
дился в программном комплексе TERRA 6.3, при этом была принята
гипотеза, что продукты сгорания в любой момент времени находятся
в термодинамическом, химическом и фазовом равновесии. Получен-
ные теплофизические параметры продуктов сгорания, необходимые
для дальнейшего численного моделирования в программном пакете
ANSYS Fluent, представлены в табл. 1.
Таблица 1
Теплофизические свойства используемого рабочего тела
№ п/п
Т
, K
С
р
, Дж/(кг · K)
μ ·10
5
, Па · с
М
·10
3
, кг/моль
1
1300
1817,67
4,76
22,814
2
1500
1821,90
5,30
22,780
3
1700
1827,78
5,82
22,778
4
1900
1851,00
6,32
22,776
5
2100
1890,78
6,80
22,772
6
2300
1933,47
7,27
22,767
7
2500
2021,06
7,71
22,750
8
2700
2167,38
8,15
22,712
9
2900
2404,50
8,56
22,639
10
3100
2774,23
8,97
22,510
11
3300
3322,21
9,35
22,296
При проведении расчетов в камере двигателя задавали полную
температуру (
Т
0
= 2990 K), полное давление (
р
0
= 6,5 МПа), интен-
сивность турбулентности (
I
= 15 %) и масштаб турбулентной длины
(
l
= 0,005 м). В инжектируемой струе (для инжекции используется
основное рабочее тело) были заданы статическая температура (
Т
j
=
= 2567 K), интенсивность турбулентности (
I
= 15 %) и масштаб тур-
булентной длины (
l
= 0,00025 м), а также было принято условие кри-
тического истечения (М = 1). Статическое давление
р
j
в инжектируе-
мой струе варьировалось в диапазоне 1…84 МПа. На стенках сопла
было задано условие прилипания, на выходе из сопла — статическая
температура (
T
a
= 288 K), статическое давление (
р
a
= 101 325 Па),
а также условие неотражения волны. Уровень турбулентности на вы-
ходе из сопла принимался минимальным (
I
= 1 %, μ
t
= μ
l
).
Задача решалась на структурированной расчетной сетке, имею-
щей сгущение к стенкам [18]. Общее количество ячеек расчетной
сетки 2 031 514.