ТЕХНИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА
ISSN 1561-9184 (печатная версия), ISSN 2616-6380 (електронная версия)

ГЛАВНАЯ    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЛЕГИЯ    АВТОРАМ    ТЕКУЩИЙ ВЫПУСК    АРХИВ    КОНТАКТЫ

УДК 621.671: 532.528

Техническая механика, 2017, 2, 12 - 19

ГИДРОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ КАВИТАЦИОННЫХ КОЛЕБАНИЙ, АДАПТИРОВАННАЯ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ДИНАМИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ В НАСОСНЫХ СИСТЕМАХ ПРИ БОЛЬШИХ ЧИСЛАХ КАВИТАЦИИ

С. И. Долгополов

С. И. Долгополов
Институт технической механики Национальной академии наук Украины и Государственного космического агентства Украины
Украина

      Статья посвящена математическому моделированию низкочастотных динамических процессов в насосах жидкостных ракетных двигателей (ЖРД). Целью данной работы является разработка гидродинамической модели кавитационных колебаний, адаптированной для моделирования динамических процессов в насосных системах при больших числах кавитации. Для достижения этой цели проведена корректировка экспериментально-расчетной зависимости упругости кавитационных каверн от режимных параметров насоса в области больших значений чисел кавитации, включающей число кавитации, при котором появляются кавитационные каверны в шнекоцентробежном насосе. Согласно экспериментально-расчетному способу определения упругости и объема кавитационных каверн в шнекоцентробежных насосах определена зависимость объема кавитационных каверн от режимных параметров насоса. Получено уравнение динамики кавитационных каверн в дифференциальной форме. Его применение при расчетах процесса запуска ЖРД позволяет: использовать полученные аналитические зависимости в нелинейной гидродинамической модели; учитывать податливость жидкости (на бескавитационном режиме работы насоса) в линии питания без изменения структуры математической модели процесса запуска ЖРД и скачкообразного изменения значений коэффициентов уравнений. Результаты проведенных исследований могут быть использованы для учета влияния кавитационных явлений в насосах при расчетах процесса запуска ЖРД.

Жидкостной ракетный двигатель, шнекоцентробежный насос, кавитация, кавитационные колебания, число кавитации, запуск, математическое моделирование.

1. Пилипенко В. В., Задонцев В. А., Натанзон М. С. Кавитационные колебания и динамика гидросистем. М.: Машиностроение, 1977. 352 с.

2. Пилипенко В. В. Кавитационные автоколебания. К. : Наук. думка, 1989. 316 с.

3.Шевяков А. А., Калнин В. М., Науменкова М. В., Дятлов В. Г. Теория автоматического управления ра- кетными двигателями. М.: Машиностроение, 1978. 288 с.

4. Беляев Е. Н., Чванов В. К., Черваков В. В. Математическое моделирование рабочего процесса жидкост- ных ракетных двигателей. М.: МАИ, 1999. 228 с.

5. Пилипенко В. В. О механизме самовозбуждения кавитационных автоколебаний в системе шнекоцентро- бежный насос – трубопроводы на режимах без обратных токов. Косм. исслед. на Украине. 1975. Вып. 7. С. 3 – 10.

6. Пилипенко В. В. Экспериментально-расчетный способ определения упругости и объема кавитационных каверн в шнекоцентробежных насосах. Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. 1976. №3. С. 131 – 139.

7. ГригорьевЮ. Е., Пилипенко В. В. Экспериментально-расчетное определение упругости кавитационных каверн в шнекоцентробежных насосах на режимах с обратными течениями. Динамика насосных систем. К.: Наук. думка, 1980. С. 37 – 46.

8. Пилипенко В. В., Долгополов С. И. Экспериментально-расчетное определение коэффициентов уравнения динамики кавитационных каверн в шнекоцентробежных насосах различных типоразмеров. Техническая механика. 1998. № 8. С.50 – 56.

9. Задонцев В. А., Долгополов С. И., Грабовская Т. А., Дрозд В. А. Влияние расположения датчиков при определении частотных характеристик кавитирующих насосов. Авиационно-космическая техника и технология. 2007. 3(39). С. 85 – 90.

10. Пилипенко В. В., Долгополов С. И. Математическое моделирование запуска жидкостного ракетного двигателя РД–8 с учетом кавитации в насосах. Техническая механика. 2003. №2. С. 18 – 24.

11. Пилипенко В. В., Довготько Н. И., Долгополов С. И., Николаев А. Д., Серенко В. А., Хоряк Н. В. Теоре- тическое определение амплитуд продольных колебаний жидкостных ракет-носителей. Космічна наука і технологія. 1999. Т.5. № 1. С. 90 – 96.

12. Пилипенко В. В., Довготько Н. И., Николаев А. Д., Долгополов С. И., Хоряк Н. В., Серенко В. А. Теоре- тическое определение динамических нагрузок (продольных виброускорений) на конструкцию жид- костной ракеты РС-20 на активном участке траектории её полёта. Техническая механика. 2000. № 1. С. 3 – 18.

13. Чумак Г. А. О расчете разгона шнекоцентробежного насоса с учетом кавитации. Кавитационные авто- колебания и динамика гидравлических систем. К.: Наук. думка, 1977. С. 84 – 89. 13

14. Zadontsev V. A. Experimental Study of LR Pump at Cavitation Autooscillations Regimes. Proceedings of Third China-Russia-Ukraine Symposium on Astronautical Science and Technology, XI’ AN China, September 16 – 20. 1994. P. 285 – 287.

15. Боровский Б. И., Ершов Н. С., Овсянников Б. В., Петров В. И., Чебаевский В. Ф., Шапиро А. С. Высо- кооборотные лопаточные насосы. М.: Машиностроение, 1975. 336 с.

Copyright (©) 2017 С. И. Долгополов

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка