по моему про "домашние условия" в названии топика уже забыли...
Это почему ? Домашние условия , они ведь сильно разные бывают.
Блин... придумать название - всегда самое сложное! ;D
Ну... можно что-нибудь типа "примитивный ЖРД"... не знаю.
Если вас интересует как бы официальное название проекта, то RD_01л. Но, думаю, про примитивный ЖРД
лучше, т.к. обсуждаются проблемы, фактически, не создания конкретного двигателя, а проблемы создания
любительского ЖРД подобной размерности вообще.
Вот эскиз камеры двигателя:
Камера составная. (КС+сопло) Два варианта соединения на одном эскизе.
Верхний - самый примитивный, то трудно обеспечить соосность - нужно точно сверлить отверстия и сажать
болты без зазора.
Второй - с центрирующим циллиндрическим участком. Если у изготовителя станки достаточно точные - этот
вариант, думаю, оптимален.
Между ДЗ и СЗ частями сопла я вставил миллиметр, на протяжении которого критика продолжает сужаться.
Сделано это для того, чтобы при скруглении стыка конических поверхностей диаметр критики не превысил
расчётного (если немного "пережать" поток - ничего страшного не случиться).
Вопрос по организации охлаждения. Т.к. камера будет представлять из себя тело вращения - можно будет
позже соорудить водоохлаждаемую обойму, куда будет вставляться двигатель. Тут, однако, возникает
вопрос: делать ли камеру массивной, для первого неохлаждаемого испытания, либо тонкостенной
(не пренебрегая условием прочности, конечно), с прицелом на водяное охлаждение (в перспективе).
Мне кажется, первый лучше сделать массивным. Если сильно "потечёт" - придётся для второго уже
делать охлаждение...
Передняя часть камеры ещё не проработана, т.к. не расчитаны форсунки, да и их конструкция пока под
вопросом. Я надеюсь завтра знающего человека раскачать на расчёт форсунок - тогда всё немного
прояснится.
Но уже сейчас, думаю, ясно, что форсуночная головка будет крепиться к камере сгорания таким же
образом, как и сопло.
P.S.
Только что ещё подумал: а не будет ли проблем с обеспечением герметичности стыка?
Может центрирующие поверхности сделать немного коническими?
По схеме-второй вариант ИМХО точнее и проще в герметизации (герметик в зазор и на фланцы и все дела). Форсуночную головку крепить также (получается . что камера симметрична) ,кроме того обычных токарных станков там хватит за глаза, камеру по-моему надлежит изготовлять чем толще тем лучше , ибо при достаточно толстых стенках (милиметров 30 или больше) можно не опасаться повреждений в случае детонации разумных количеств топлива (20 -30 гр она удержит ). Какие форсунки ты хочеш использовать (одно или двух компонентные) ? Попробуй посчитать что-нибудь типа открытой ценробежной форсунки на два компонента (открытой-в целях ейнойбезопасности , двухкомпонентной в целях обеспечения надежного самовоспламенения и мягкого старта). Проэкт можно назвать к примеру "разработка стендового ЖРДна доступных компонентах ".
2) Разъёмное сопло это очень плохая идея
Блин... придумать название - всегда самое сложное! ;D
Ну... можно что-нибудь типа "примитивный ЖРД"... не знаю.
Камера составная. (КС+сопло) Два варианта соединения на одном эскизе.
Верхний - самый примитивный, то трудно обеспечить соосность - нужно точно сверлить отверстия и сажать
болты без зазора.
Второй - с центрирующим циллиндрическим участком. Если у изготовителя станки достаточно точные - этот
вариант, думаю, оптимален.
Между ДЗ и СЗ частями сопла я вставил миллиметр, на протяжении которого критика продолжает сужаться.
Сделано это для того, чтобы при скруглении стыка конических поверхностей диаметр критики не превысил
расчётного (если немного "пережать" поток - ничего страшного не случиться).
Вопрос по организации охлаждения. Т.к. камера будет представлять из себя тело вращения - можно будет
позже соорудить водоохлаждаемую обойму, куда будет вставляться двигатель. Тут, однако, возникает
вопрос: делать ли камеру массивной, для первого неохлаждаемого испытания, либо тонкостенной
(не пренебрегая условием прочности, конечно), с прицелом на водяное охлаждение (в перспективе).
Мне кажется, первый лучше сделать массивным. Если сильно "потечёт" - придётся для второго уже
делать охлаждение...
Только что ещё подумал: а не будет ли проблем с обеспечением герметичности стыка?
Может центрирующие поверхности сделать немного коническими?
1) Если не жалко меди можно сделать конструкцию с пассивным охлаждением (чем больше меди тем лучше, но в любом случае
больше 20-30 секунд такая камера вряд ли выдержит)
2) Разъёмное сопло это очень плохая идея, как и отдельный сопловой блок. Обычно камера с соплом точится зацело из одного
куска
3) Если делать проточное водяное охлаждение то толщина стенки камеры должна быть 1-1.5 мм не больше и примерно такой же
зазор в охлаждающем тракте. Если питать систему охлаждения от водопровода (3 ати) то тепловая мощность камеры не должна
превышать 500 КВт иначе без подъёма давления такую конструкцию не охладить. Расход охладителя должен быть не менее
100-150 г/c, то есть в пределе вы сможете снять как раз эти самые 500 КВт ((100-25)*4180*150) реально нормальный подъём
температуры в тракте не должен превышать 20-30 градусов иначе в области критики начинается кипение охладителя с резким
падением теплосъёма как в критике так и по всему тракту.
4) Угол входа в сопло очень маленький. Обычно его делают от 45 до 60 градусов на полуугол
5) Если я правильно разглядел диаметр критики 12 мм ? Это ну очень много. Расход через такую критику будет таким что
тепловая мощность камеры ну точно превысит вышеозначенные 500 КВт (или сопло просто не запустится на сверхзвуке из за
низкого давления и будет дозвуковое истечение)
6) Слишком большое на глаз Fa. Это не критично но в таком сопле поток оторвётся от стенок уже внутри сопла. Если задача
произвести побольше шума то это то, что доктор прописал
Смешная конструкция
1) Если не жалко меди можно сделать конструкцию с пассивным охлаждением
(чем больше меди тем лучше, но в любом случае больше 20-30 секунд такая камера вряд ли выдержит)
2) Разъёмное сопло это очень плохая идея, как и отдельный сопловой блок. Обычно камера с соплом точится зацело из одного куска
3) Если делать проточное водяное охлаждение то толщина стенки камеры должна быть 1-1.5 мм не больше и примерно такой же зазор в охлаждающем тракте.
Если питать систему охлаждения от водопровода (3 ати) то тепловая мощность камеры не должна превышать 500 КВт
4) Угол входа в сопло очень маленький. Обычно его делают от 45 до 60 градусов на полуугол
5) Если я правильно разглядел диаметр критики 12 мм ? Это ну очень много. Расход через такую критику будет таким что
тепловая мощность камеры ну точно превысит вышеозначенные 500 КВт (или сопло просто не запустится на сверхзвуке из
за низкого давления и будет дозвуковое истечение)
6) Слишком большое на глаз Fa. Это не критично но в таком сопле поток оторвётся от стенок уже внутри сопла.
Если задача произвести побольше шума то это то, что доктор прописал
Да, заброс компонентов в магистрали - интересный вопрос...
....
При работе с перекисью обходились без обратных клапанов.
Смешная конструкция
1) Если не жалко меди можно сделать конструкцию с пассивным охлаждением (чем больше меди тем лучше, но в любом случае больше 20-30 секунд такая камера вряд ли выдержит)
2) Разъёмное сопло это очень плохая идея, как и отдельный сопловой блок. Обычно камера с соплом точится зацело из одного куска
30 мм стенки это круто Только абсолютно бесполезно
При забросе давления в камере основная опасность это обратный удар в магистралях.
Пиком давления в магистрали забрасывает горящие компоненты и они начинают гореть в этих магистралях. Результат бывает впечатляющий. Уж вы мне поверьте. То есть нужно поставить на магистрали защитну от обратных ударов. Это либо обратный клапан либо пламягасители. Такие применяются в газосварочном оборудовании.
Медь хороша, если делать внешнее охлаждение. Если не делать, то одни минусы - медь дороже, менее жаропрочная, сложнее в обработке.
Да, пожалуй. Одним куском ненамного сложнее, ещё и переход через М1 в критике будет более гладким, меньше скачков.
Если делать водяное охлаждение, то, конечно, его надо считать. ОРМ-1, однако, охлаждался стоячей водой.
Небольшой ток воды можно организовать даже двумя ведрами на разных уровнях. Можно и небольшой насосик
придумать, с системой питания... это отдельные, но не очень сложные вопросы. Если делать водяное охлаждение,
то лучше делать медную камеру.
А откуда взято конкретное значение 500 кВт?
100-150 г/с по нему посчитано, а 500 кВт откуда? Можно же пропорционально увеличить теплосъём и водопоток. Потом, посчитать, какой поток энергии пойдёт на нагрев
охладителя, не так просто. Это же не 500 кВт энергии сгорания топлива; не вся же энергетика топлива идёт
на нагрев воды.
Да. При меньшем угле, однако, сложнее добиться срыва потока в критике.
Размер критики рассчитывают вовсе не из соображений охлаждения (как правило), а из соображений тяги.
А также давления и состава компонентов. Так что - уж какой диаметр получился.
Тут надо на цифры смотреть. Думаю, на очередной итерации Роджер выложит очередной набор значений.
Роджер, лишний раз привести цифры - это и удобнее, и больше уверенност, что говорим об одном и том же.
Так что почаще расчёты приводи.
Да, заброс компонентов в магистрали - интересный вопрос...
Форсунки, мне кажется, из соображений простоты надо делать струйными. Поддерживать хороший перепад давлений на
них. До какой-то степени это поможет бороться с забросом компонентов вверх по тракту, вот до какой именно... Уж
больно не хочется обратные клапаны ставить - усложняет (и удорожает) это систему заметно.
При работе с перекисью обходились без обратных клапанов.
Эх, хвост-чешуя! такую маленькую камеру так не охладить! Чревато потерей устойчивости стенки.
Ночью на первом этаже в водопроводе больше 7 атмосфер. И расход дюймовая труба обеспечивает порядка 300 г/с.
Экспериментальные данные. А, если по каким-либо причинам меньше, испытание можно и отложить.
А мои источники говорят, что полуугол от 30 до 45 Сам я придерживаюсь 45, как золотой середины, но А.А. Козлов из МАИ
считает, что это отнюдь не оптимум. Впрочем, я ему не очень верю - каждый опытный инженер склонен идеализировать
свой опыт.
Во-первых, они за стационарность и не борются. Десять секунд - так десять секунд. Во-вторых, для их тяги при их давлении
в камере размер критики посчитан правильно.
Ну, для маленького движка на срезе должна быть одна атмосфера... А для большого (лётного) атмосфера - слишком много,
он же быстро улетит туда, где её нету, оптимум зависит от траектории, но он точно не больше 80 кПа.
И, что, неподкреплённая стенка в 1 мм на диаметре в 25 мм держится? При каком давлении в зазоре?
У нас забрасывало керосин в кислородную магистраль через 0.5 мм жиклёр благо при этом металлорукава сгорают практически мгновенно и это безобразие не успевает до бака дойти. Правда по ходу сгорел фильтр и дорогущий ЭПК (суперкомпактная версия) Но всё равно впечатление малоприятное