МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева-КАИ»
(КНИТУ-КАИ)
Курсовая работа
По дисциплине:
«Компьютерные технологии моделирования процессов и проектирования технических устройств»
Тема:
Влияние теплообмена в тракте газовода закрытой схемы ЖРД на параметры потока перед форсуночной головкой камеры сгорания
Выполнил: магистр гр. 1192
В
Руководитель: Н
Казань 2012
Содержание
1. Цель работы 3
2. Введение 4
3. Построение геометрической модели объекта исследования 9
4. Создания расчетной сетки для области решения 10
5. Расчет газодинамических параметров
6. Принимаемые допущения
7. Методология проводимых расчетов
8. Обработка результатов расчетов. Построение графиков и визуализации расчетов.
9. Вывод 71
10. Приложения 72
11. Литература 76
Цель работы: Выполнить расчет газодинамических параметров в тракте газовода при различных значениях среднерасходной скорости потока. Выявить влияние теплообмена на профиль скорости и распределение давления перед газораспределительной решеткой и форсуночным блоком.
Введение
Конфигурация тракта подачи генераторного газа в камеру сгорания ЖРД ввиду общей компоновки невозможно выполнить прямым. Исходя из этого появляется необходимость выравнивания параметров потока перед смесительной головкой для наилучшей организации процессов смешения и сгорания компонентов топлива в камере сгорания. В качестве средств выравнивания параметров потока перед смесительной головкой применяются прямые и выпуклые газораспределительные решетки с характерными конструктивными решениями, обеспечивающие устойчивость рабочих процессов. Как правило, газораспределительные решетки позволяют получить удовлетворительное распределение полей давлений и скоростей перед смесительной головкой.
В данной работе численными методами исследовалось влияние теплообмена в тракте газовода, на параметры потока с целью обеспечить наилучшее выравнивание полей статического давления и скорости.
Рассматривалась модельная схема «газ-газ». Генераторным газом являлся воздух, Модель газа: Идеальный газ. Данное допущение, предполагающее поступление газообразного компонента камеру сгорания в газообразном состоянии, позволяет не рассматривать процессы испарения и упростить модельную схему расчета, не накладывая существенных ограничений на моделирование газодинамических процессов в газоводе.
Исследования проводились средствами программного продукта ANSYS-Fluent. Предположения об отсутствии закрутки потока на входе в газовод и наличие оси симметрии позволяют рассматривать в оссесимметричной постановке, но при наличие поворота нужно рассматривать в плоскости.
Для замыкания системы уравнений газовой динамики, включающей уравнения неразрывности и движения вязкой жидкости Навье-Стокса, использовались стандартная модель турбулентности со стандартным набором модельных констант, хорошо зарекомендовавшая себя для решения широкого класса инженерных задач. k- ε– Модель использует два транспортных дифференциальных уравнения для расчета кинетической энергии k и турбулентной диссипации ε . Эта модель стабильна, не требует значительных вычислительных ресурсов и долгое время была промышленным стандартом. Хорошо зарекомендовала себя при расчете внутренних течений, но имеет проблемы при расчете потоков с большими градиентами давлений и отрывом потока. Начало отрыва определяется слишком поздно и размеры отрывных течений слишком малы по размеру. k- ε – Модель дает слишком оптимистичные результаты для потока в котором происходит отрыв потока.
Рассматриваемые параметры рассматривались в приведенной форме. Для получения скорости в приведенной форме, значение скорости делились на среднерасходную скорость, а значения статического давления делились на динамическое давление на входе в тракт.
Объект исследования. Геометрические размеры моделируемой схемы рабочего тракта приведены на рис.1.
Рисунок 1 Чертеж газогенератора в Компас-3D
Для сравнения была построена модель прямого тракта газовода, т.к. она будет иметь симметричное распределение параметров, как наиболее желаемое(рис.2).
Рисунок 2 Геометрия для импотра в сеточный генератор Gambit
Далее геометрия была импортирована в сеточный генератор Gambit.
Создания расчетной сетки для области решения.Процесс наложения расчетной сетки осуществлялся в сеточном генераторе Gambit.При построении расчетной сетки в Gambit использовались двумерные типы элементов: треугольники.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.
