Сравнение трех моделей течения и перемешивания модельных рабочих тел в смесительном элементе ЖРДМТ тягой 10…15 Н, основанных на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса
Авторы: Семкин Е.В.
Опубликовано в выпуске: #2(110)/2021
DOI: 10.18698/2308-6033-2021-2-2057
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Тепловые, электроракетные двигатели и энергоустановки летательных аппаратов
Проанализированы возможности построения в программном коде ANSYS CFX модели течения рабочих тел с перемешиванием в смесительном элементе и камере сгорания жидкостного ракетного двигателя малой тяги диапазона тяг от 10 до 15 Н. Модели построены на решении осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса, написанных для трех случаев течения многофазного многокомпонентного несжимаемого потока жидкостей: двухфазной двухкомпонентной двухскоростной модели течения; двухфазной двухкомпонентной односкоростной модели течения; трехфазной трехскоростной модели течения. Рассмотрены преимущества и недостатки применения каждой из моделей. Проведено сравнение результатов моделирования с результатами измерений, выполненных при проведении гидравлических испытаний смесительных элементов. Полученные результаты исследований могут быть использованы при разработке рекомендаций по проектированию смесительного элемента камеры двигателя.
Литература
[1] Андреев Ю.З. Исследование зависимостей характеристик ЖРДМТ тягой 50…400 Н на топливе АТ+НДМГ от основных параметров двухкомпонентной сосной центробежной форсунки и струйных форсунок завесы: дис. … канд. техн. наук. Нижняя Салда, 2004, 181 с.
[2] Градов В.Н. Исследование внутрикамерных рабочих процессов в ЖРДМТ с целью повышения их экономичности: дис. … канд. техн. наук. Куйбышев, 1974.
[3] Царапкин В.С. Особенности процесса преобразования жидкого ракетного топлива НДМГ+N2O4 в камерах ЖРДМТ: автореф. дис. … канд. техн. наук. Ленинград, 1982, 18 с.
[4] Нигодюк В.Е., Годлевский В.Е., Шустов С.А. и др. Исследование структуры потерь удельного импульса давления в камере сгорания ЖРДМТ тягой 100Н. Отчет Куйбышевского авиационного института (КуАИ) № 338. Куйбышев, 1976, 108 с.
[5] Семкин Е.В. Исследование процессов истечения жидкости из малорасходных центробежных форсунок жидкостного ракетного двигателя малой тяги. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2016, т. 15, № 4, с 150–161. DOI: 10.18287/2541-7533-2016-15-4-150-161
[6] Семкин Е.В. Методика моделирования процесса течения жидкости в смесителе, состоящем из двух малорасходных центробежных форсунок. Вестник Самарского университета. Аэрокосмическая техника, технологии и машиностроение, 2018, т. 17, № 4, с. 141–154. DOI: 10.18287/2541-7533-2018-17-4-141-154
[7] Туманова Е. Использование CAE системы FlowVision для исследования взаимодействия потоков жидкости в центробежно-струйной форсунке. Журнал САПР и графика, 2005, сентябрь, с. 2–6.
[8] Сербин С.И., Вилкул С.В. Моделирование процесса распыливания жидкого топлива центробежной форсункой. Авиационно-космическая техника и технология, 2008, № 7 (54), с. 95–98.
[9] ANSYS CFX-Solver, Release 10.0: Theory. ANSYS Europe Ltd, 2005, 266 p.
[10] Стернин Л.Е., Шрайбер А.А. Многофазные течения газа с частицами. Москва, Машиностроение, 1994, 320 с. ISBN 5-217-01797-Х