Нестационарные внутрикамерные процессы в твердотопливных регулируемых двигательных установках

8 / 16

Нестационарные внутрикамерные процессы в твердотопливных двигательных установках
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2016. № 4 31
– в вариантах математической модели, в которых рассматривается одно-
мерное нестационарное течение продуктов сгорания в газоходах, для решения
уравнений газовой динамики используется метод крупных частиц с модифика-
циями, предложенными в [3, 7, 10];
– нестационарную скорость горения твердого топлива на каждом шаге по
времени определяют по итерационному алгоритму, который строится следую-
щим образом:
а) запоминается профиль температур в прогретом слое, установленный на
предыдущем шаге по времени;
б) задается начальное значение скорости горения  (1)
т т u u и решением
уравнений теплопроводности находят значение температуры (1)
g T на поверхно-
сти топлива. Устанавливают отличие температуры (1)
g T на поверхности от тем-
пературы, определяемой условием горения, —  
    
 
(1) , ;
s g s
dp
T T T p
dt
в) восстанавливается профиль температур в прогретом слое топлива, зада-
ется новое значение скорости горения на второй (и последующих) итерации,
определяемое формулой
стац
т (2) (1) (1)
т т т
0
,
s s
g g
u u
u u T u T
T T T

     
 
и пересчитывается профиль температур по прогретому слою повторным реше-
нием уравнений теплопроводности;
г) итерации выполняются пока s T    ( — заданная точность вычисле-
ний).
Численное решение задачи внутренней баллистики для ТРДУ на всех
этапах ее функционирования. Программная реализация методики выполнена
в варианте с интерфейсом и является развитием пакета программ [11]. Про-
грамма обеспечивает расчет одного варианта ТРДУ за приемлемое для практики
время (на ПЭВМ средней производительности — это несколько минут, если ре-
альное время работы ТРДУ не превышает 50 с).
Методика расчета внутрикамерных процессов в ТРДУ протестирована срав-
нением с большим числом выполненных экспериментов. В экспериментах перво-
начальное значение свободного объема камеры ТРДУ составляло 0,0125 м3, пло-
щадь поверхности горения твердого топлива 0,15 м2. Стационарная зависимость
скорости горения твердого топлива стац
т u от давления для экспериментальной
ТРДУ представляется в виде [12]
 
 
 
 
 
     
          
 
     
 
0,38
стац
т 5
2 3
5 5 5
( ) 0,00029
10
exp 0,048 0,00056 0,0000025 .
10 10 10
p
u p
p p p