液体火箭发动机设计实例.pptx

液体火箭发动机设计实例设计要求设计步骤由于室壁为圆柱壳体，在壁上的允许的工作压力S是由下式决定。其中P是在燃烧室的压力（忽略冷却液压力壳外）D是圆柱体的平均直径tw是筒壁厚度。用铜做为燃烧室和喷管的材料计算壁厚这是最起码的厚度，实际厚度应更厚一些，为焊接、弯折留出余量。要考虑附加应力和焊接等因素的影响，我们将设置壁厚等于3/32（0.09375英寸）室壁的厚度和喷管厚度通常取相等值。第6步，设计燃烧室的水冷结构冷却夹套中的冷却剂，在正规的情况下是使用推进剂其中的某一组分。在静推力试验和业余操作中，建议使用水做冷却工质。喷管喉部区域通常具有最高的换热强度，因此最难降温。单位容积的火箭发动机燃烧室释放的能量是非常大的。因此，火箭发动机的冷却，是一个困难和严峻的问题。第二种是一个成品雾化喷嘴，它可以获得锥形、实心锥形、空心锥形或其他类型的喷雾形状。当液体碳氢燃料受压通过喷嘴时，产生的燃料液滴（类似于家用燃油燃烧器所使用的）很容易与气态氧混合，以及由此产生的混合物很容易蒸发和燃烧。因此雾化喷嘴一直对业余爱好者有较强的吸引力。对于工业成品雾化喷嘴，业余只需要根据发动机的设计，确定所需的大小和喷雾特性，然后可以用较低的成本购买。强烈建议制作业余火箭发动机使用第二种喷注器。第11步设计气氧喷嘴气态氧的注入孔较容易钻。这些孔的大小应该满足在设计的氧流量下气体流速约61米/秒。不能将孔钻得过小，因为容易在上游高压驱动下超音速。如果使用一个雾化喷嘴，我们将假定使用四个平行于燃烧室中轴线且等距分布的氧喷注口围绕这个喷嘴。如果我们需要100磅的喷注压降，氧气气体喷注口的入口处压力将达到400psi（室的压力，加上注射压降）。气态氧在400psi和68℉下的密度由理想气体状态方程（见表二）得出：假设不可压缩，喷注面积：既然我们知道了氧流量和所需的喷射速度，我们可以很容易地找到总的喷注面积：由于有四个孔，每孔面积0.004375in2和每个孔的直径是：这些同样大小的喷口也可以用在双撞击流喷注器的燃油喷孔。氧气和燃料喷孔应与喷油面成45°角钻孔，使射流的交汇点的距离为距燃烧室头部1/4燃烧室长度之内。第12步总体设计设计实例总结