10
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
В исследованных резонаторах величина
Q
/
H
0
практически не
зависит от перепада давления при
p
в
/
p
н
>
6. Причиной снижения
относительного тепловыделения при
p
в
/
p
н
< 10 является увеличе-
ние степени нерасчетности сопла и соответствующее снижение
скорости потока в системе сверхзвуковое сопло — резонатор. Теп-
ловыделение в резонансной полости, в значительной степени обу-
словленное геометрическими параметрами ГСВ, достигает макси-
мума при
L
/
D
1
= 2,
S
/
D
1
= 12...14, причем максимальному значению
тепловыделения соответствует максимальная температура торцо-
вой стенки резонатора.
В данной работе представлены результаты экспериментального
исследования модельной резонансной системы газодинамического
воспламенения ЖРД МТ. При штатной работе ГСВ температура га-
зовой смеси в застойной зоне резонатора (вблизи его торца) превы-
шает точку воспламенения.
Получены зависимости частоты
f
и уровня звукового воздействия
L
зв
от относительного перепада давления
p
в
/
p
н
.
В процессе выхода ГСВ на стационарный режим работы наблю-
дается снижение температуры входной кромки резонатора до 235 K и
повышение температуры его торцовой части до 1 325 K.
Показано, что тепловыделение в исследованных резонаторах прак-
тически не зависит от перепада давления при
p
в
/
p
н
> 10 и может со-
ставлять до 16 % от полной энтальпии потока на входе. Максимальные
значения интенсивности звукового воздействия
L
зв
= 110...130 дБ до-
стигают при
L
/
D
1
= 1,8...2,0.
В результате анализа АЧХ ГСВ установлено, что частота пульса-
ций не зависит от расстояния между соплом и входной частью резо-
натора, а также от перепада давления при
p
в
/
p
н
> 5. Для
S
/
D
1
= 13
номинальная частота пульсаций составляет 3 600 Гц, для
S
/
D
1
= 15 —
3 100 Гц.
Полученные экспериментальные данные подтвердили возмож-
ность применения ГСВ для запуска ЖРД МТ на газообразных ком-
понентах топлива. Сравнение расчетных и экспериментальных дан-
ных позволяет сделать вывод о высокой точности описания
процессов в ГСВ математической моделью [1].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Воронецкий А.В. , Арефьев К.Ю. , Захаров В.С. Расчетно-
теоретическое исследование резонансной системы газодинамического
воспламенения ЖРД малой тяги // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер.
Машиностроение. 2012. № 1. С. 31–41.
2.
Ляхов В.Н. , Поддубный В.В. , Титаренко В.В. Воздействие
ударных волн и струй на элементы конструкции: Математическое моде-
лирование в нестационарной газовой динамике. М.: Машиностроение,
1989. 392 с.
3.
Антонов А.Н. , Купцов В.М. , Комаров В.В. Пульсации давления
при струйных и отрывных течениях. М.: Машиностроение, 1990. 272 с.
1,2,3,4,5,6 8