ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 621.671: 532.528

Технічна механіка, 2017, 2, 12 - 19

ГІДРОДИНАМІЧНА МОДЕЛЬ КАВІТАЦІЙНИХ КОЛИВАНЬ, АДАПТОВАНА ДЛЯ МОДЕЛЮВАННЯ ДИНАМІЧНИХ ПРОЦЕСІВ У НАСОСНИХ СИСТЕМАХ ПРИ ВЕЛИКИХ ЧИСЛАХ КАВІТАЦІЇ

С. І. Долгополов

С. І. Долгополов
Інститут технічної механіки Національної академії наук України і Державного космічного агентства України
Україна

      Стаття присвячена математичному моделюванню низькочастотних динамічних процесів у насосах рідинних ракетних двигунів (РРД). Метою даної роботи є розробка гідродинамічної моделі кавітаційних коливань, адаптованої для моделювання динамічних процесів у насосних системах при великих числах кавітації. Для досягнення цієї мети проведено коректування експериментально-розрахункової залежності пружності кавітаційних каверн від режимних параметрів насоса в області великих значень чисел кавітації, що включає число кавітації, при якому з'являються кавітаційні каверни в шнековідцентровому насосі. Згідно з експериментально-розрахунковим способом визначення пружності й об'єму кавітаційних каверн у шнековідцентрових насосах визначена залежність об'єму кавітаційних каверн від режимних параметрів насоса. Отримано рівняння динаміки кавітаційних каверн у диференційній формі. Його застосування при розрахунках процесу запуску РРД дозволяє: використовувати отримані аналітичні залежності в нелінійній гідродинамічній моделі; ураховувати піддатливість рідини (на безкавітаційному режимі роботи насоса) у лінії живлення без зміни структури математичної моделі процесу запуску РРД і стрибкоподібної зміни значень коефіцієнтів рівнянь. Результати проведених досліджень можуть бути використані для урахування впливу кавітаційних явищ у насосах при розрахунках процесу запуску РРД.

рідинний ракетний двигун, шнековідцентровий насос, кавітація, кавітаційні коливання, число кавітації, запуск, математичне моделювання

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.

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. І. Долгополов

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка