Численное моделирование внутренней баллистики в ракетных двигательных установках…
7
Ниже представлены некоторые результаты расчетов, проведен-
ных для РДКТТ с канальным зарядом и дисковым расположением
топливных элементов (см. рис. 1).
Расчеты для топлива кислород + водород были выполнены в
предположении, что в начальный момент времени температура КТТ
составляла 4 K, а температура газа в камере сгорания — 300 K. В со-
ответствии с результатами расчетов скорость выгорания водорода
существенно (в 10 раз) выше, чем скорость выгорания кислорода, что
приводит к избытку газообразного горючего в камере сгорания и да-
лекому от оптимального соотношению компонентов. Значительное
различие в скоростях преобразования обусловлено, на наш взгляд,
существенной разницей между температурами фазовых переходов
кислорода и водорода, а также теплофизическими свойствами этих
компонентов. На основании полученных результатов можно сделать
вывод о невозможности реализации устойчивого горения топлива
кислород + водород в условиях канальной схемы РДКТТ.
Расчеты для топлива кислород + метан были выполнены в соот-
ветствии со следующими начальными условиями: в момент времени
t
= 0 температура топлива равна 50 K, а температура газа и давление
в камере сгорания составляют соответственно 3290 K (что коррели-
рует с температурой продуктов сгорания при стехиометрическом со-
отношении компонентов) и 1 МПа.
На рис. 3 представлены распределения по времени осредненного
давления в камере сгорания и массового соотношения компонентов,
рассчитанные для канального заряда с дисковыми топливными эле-
ментами (топливо кислород + метан) при использовании
k
–
ε
-модели
а б
Рис. 3.
Зависимости среднего давления (МПа) (
а
) и массового соотношения
компонентов (
б
) от времени (с), для КТТ кислород + метан (
k
–
ε
-модель
турбулентности)
