已屏蔽 原因:{{ notice.reason }}已屏蔽
{{notice.noticeContent}}
~~空空如也
环形气动塞式喷管塞锥型面设计+实例计算


1.前言

环形气动塞式喷管(下称“塞式喷管”)是目前新兴的一种喷管形式,共分为环喉形和环簇形两种。

3.jpg

4.jpg

目前,国内的部分爱好者也自行制造了此类型塞式喷管并试车(环缝形,详情请见@ERIC20041219的帖子)。但是并没有使用较高效率的曲线型面喷管类型,而是采用直线。曲线型面可以使气流更平滑贴于喷管壁面,从而有效提高喷管的效率,在同等条件下增大一部分推力。本文将介绍使用Angelino法(我叫做膨胀波法,下文称“方法”)设计塞式喷管型面的方法。

在环喉形和环簇形塞式喷管的设计中,塞锥型面设计是通用的。


2.符号说明:

如图所示

ω:气流偏转角

α:马赫角

θ:马赫线(膨胀波)与轴线方向形成的角,即为∠B'AC'。

L:膨胀波长度,即为A'B长度。

Ma:马赫数

P:压力

ψ:最大马赫的马赫线与垂直于轴线方向的夹角

R:型面上一点到轴线的距离

A:面积

γ:比热比,一般取1.25即可。

(注:后面角标c表示燃烧室内,角标3表示喷管出口或者最大马赫数的马赫线。)

1575815126037..jpg


3.计算公式

请自行看图(字丑勿喷)

IMG_20191208_223304.jpg

IMG_20191208_223331.jpg

IMG_20191208_223402.jpg

IMG_20191208_223430.jpg

IMG_20191208_223457.jpg

IMG_20191208_223520.jpg

IMG_20191208_223814.jpg

IMG_20191208_223833.jpg

注意:只要计算最大马赫数即可,中间段只需按照一定的间隔自行分成几段进行计算。


4.计算方法与系统计算

因计算数据过多,可以使用Excel表格进行大量数据的计算,只要把公式格式变化即可。如果没有电脑,也可分部分计算,最后组合在一起输出结果。

附:Excel模板

attachment icon muban.xls 23.00KB XLS 260次下载


attachment icon muban.xls 23.00KB XLS 260次下载

5.实例计算

以室压4.2MPa,设计推力100N的8单元环簇形塞式喷管为例,特征速度等数据采用748#燃料数据。

计算得喉部面积为20.358mm²。

计算得喷管出口马赫数为3.18,扩张比为7.32,出口面积为150mm²,出口直径约14mm。

使用Microsoft Excel软件进行快速计算(模板见上一部分),结果如下:

image.png


6.建模

根据得出的角度以及膨胀波长度进行环形塞式喷管(这里为8单元环簇形)建模,效果图如下:

preview.jpg

读者可能会发现,这里的喷管型面采用的是一大段直线和一小段曲线。这里说明一下,因实际上塞式喷管的型面有时设计的很长,消极质量过大。所以在这里用特定角度锥面对原始塞锥型面进行了一定的截短处理。

3D文件如下,请自行下载打开。

attachment icon 25 ring plug nozzle.step 675.87KB STEP 171次下载

自此,完成喷管的型面设计。


附:模板使用说明以及模型使用说明

一竖列对应一行数据。在第一行输入1马赫数最下方输入最大马赫数(计算得来),回车进行计算。

另外,计算时的最后一行数据公式需要修改一下(在原本模板上采用的L的计算公式是L2*7,把7改成喷管出口半径即可)。

因笔者正备战期末考试,时间不够充裕,准备不很充分。如果平时有时间,我会在下面发布新的模板或型面计算软件(软件制作中)。

模型为标准STEP文件,大家可以自行编辑加建。

模型适配壳体内径为20mm,外径为24mm,可以装填任意长度的燃料药柱(建议AP系,KN系燃料请合理实验)。

模型中的螺纹绘制不标准,请大家注意。

对于使用中出现的任何问题,请各位kcer在下面回复。


+0.5  科创币    ERIC20041219   2019-12-14   重大贡献 加油-cjy
文号 / 867392

百炼成钢
名片专栏发私信
学术分 1
总主题 33 帖总回复 277 楼拥有证书:进士 学者 机友 笔友
注册于 2018-07-10 10:24最后登录 2024-03-23 18:17
主体类型:个人
所属领域:无
认证方式:手机号
IP归属地:广东

个人简介

退坑的无业游民

文件下载
加载中...
{{errorInfo}}
{{downloadWarning}}
你在 {{downloadTime}} 下载过当前文件。
文件名称:{{resource.defaultFile.name}}
下载次数:{{resource.hits}}
上传用户:{{uploader.username}}
所需积分:{{costScores}},{{holdScores}}下载当前附件免费{{description}}
积分不足,去充值
文件已丢失

当前账号的附件下载数量限制如下:
时段 个数
{{f.startingTime}}点 - {{f.endTime}}点 {{f.fileCount}}
视频暂不能访问,请登录试试
仅供内部学术交流或培训使用,请先保存到本地。本内容不代表科创观点,未经原作者同意,请勿转载。
音频暂不能访问,请登录试试
投诉或举报
加载中...
{{tip}}
请选择违规类型:
{{reason.type}}

空空如也

插入资源
全部
图片
视频
音频
附件
全部
未使用
已使用
正在上传
空空如也~
上传中..{{f.progress}}%
处理中..
上传失败,点击重试
等待中...
{{f.name}}
空空如也~
(视频){{r.oname}}
{{selectedResourcesId.indexOf(r.rid) + 1}}
处理中..
处理失败
插入表情
我的表情
共享表情
Emoji
上传
注意事项
最大尺寸100px,超过会被压缩。为保证效果,建议上传前自行处理。
建议上传自己DIY的表情,严禁上传侵权内容。
点击重试等待上传{{s.progress}}%处理中...已上传,正在处理中
空空如也~
处理中...
处理失败
加载中...
草稿箱
加载中...
此处只插入正文,如果要使用草稿中的其余内容,请点击继续创作。
{{fromNow(d.toc)}}
{{getDraftInfo(d)}}
标题:{{d.t}}
内容:{{d.c}}
继续创作
删除插入插入
插入公式
评论控制
加载中...
文号:{{pid}}
加载中...
详情
详情
推送到专栏从专栏移除
设为匿名取消匿名
查看作者
回复
只看作者
加入收藏取消收藏
收藏
取消收藏
折叠回复
置顶取消置顶
评学术分
鼓励
设为精选取消精选
管理提醒
编辑
通过审核
评论控制
退修或删除
历史版本
违规记录
投诉或举报
加入黑名单移除黑名单
查看IP
{{format('YYYY/MM/DD HH:mm:ss', toc)}}
ID: {{user.uid}}