6 / 14
Методика количественного определения массового расхода ве-
ществ.
Строго говоря, извлечение максимально полного объема ин-
формации из спектральных данных является довольно сложной про-
цедурой, сравнимой с алгоритмами для распознавания образов, и в
общем виде решается с помощью построения нейронной сети [8].
На начальных этапах разработки технологии спектральной диа-
гностики вместо нейронной сети проектирования можно использовать
упрощенную расчетно-экспериментальную модель определения мас-
сового расхода веществ [9].
При этом аналогом процесса обучения нейронной сети является
процедура калибровки аппаратуры по эталонному излучателю или в
результате “установочных” испытаний ЖРД с добавлением в горючее,
окислитель или топливную магистраль ЖРД определенного количе-
ства примеси химического элемента.
Массовая концентрация
C
j
химического элемента
j
в струе опре-
деляется по формуле:
C
j
(
t
) =
N
X
i
=1
C
ij
vm
i
(
t
)
N
X
i
=1
vm
i
(
t
)
,
(1)
где
C
ij
— массовая концентрация химического элемента
j
в сплаве
i
(горючем или окислителе);
vm
i
— массовый расход сплава
i
(горючего
или окислителя);
N
— общее число различных видов конструкционных
материалов и сплавов двигателя плюс горючее и окислитель.
Абсолютная концентрация элемента
j
в струе определяется как
N
j
(
t
) =
ρ
g
(
t
)
C
j
(
t
)
N
A
μ
j
,
(2)
где
N
j
(
t
)
— концентрация элемента
j
в струе двигателя;
ρ
g
— плот-
ность газа в струе двигателя;
N
A
= 6
,
02214129
∙
10
23
моль
−
1
— число
Авогадро;
μ
— молекулярный (атомный) вес элемента.
Объемная интенсивность излучения определяется по выражению
I
kj
(
t
) =
N
j
(
t
)
gA
k
h
c
λ
k
exp
−
E
k
k
b
T
(
t
)
,
(3)
где
I
kj
(
t
)
— объемная интенсивность излучения линии с длиной волны
k
элемента
j
в факеле двигателя;
T
(
t
)
— равновесная температура
струи газа двигателя;
gA
k
— вероятность перехода для линии на длине
волны
k
;
λ
k
— длина волны излучения линии
k
;
E
k
— энергия верхнего
уровня линии
k
;
h
= 6
,
63
∙
10
−
34
Дж
∙
с — постоянная Планка;
с
=
= 3
∙
10
8
м/с — скорость света;
k
b
= 1
,
38
∙
10
−
23
Дж
∙
K
−
1
— постоянная
Больцмана.
40 ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2015. № 4