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, 2014, 3, 79 - 86

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ КАВИТАЦИОННЫХ АВТОКОЛЕБАНИЙ В ГИДРАВЛИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ ПРИ СОВМЕСТНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЯХ КОНСТРУКЦИИ ТРУБОПРОВОДА И ЖИДКОСТИ

Долгополов С. И.

      В статье рассматриваются совместные продольные колебания конструкции питающего трубопровода жидкостных ракетных двигателей (ЖРД) и жидкости. Кавитационные каверны, обычно присутствующие при работе насосов ЖРД, при определенных условиях могут привести к появлению самовозбуждающихся низкочастотных колебаний расхода и давления жидкости, называемых кавитационными. Они опасны тем, что способны нарушить нормальную работу двигательной установки. Диапазон частот кавитационных колебаний (от 0 до 50 Гц) может пересекаться с диапазоном собственных частот колебаний конструкции трубопровода при значительной податливости конструкции питающего трубопровода в продольном направлении. Целью данной работы является разработка нелинейной математической модели совместных продольных колебаний конструкции питающего трубопровода и жидкости и определение параметров кавитационных автоколебаний. Для стендовой гидравлической системы с кавитирующим шнекоцентробежным насосом ЖРД проведено математическое моделирование совместных продольных колебаний конструкции его питающего трубопровода и жидкости и определены параметры кавитационных автоколебаний. Показано, что наибольшее взаимодействие колебательных контуров жидкости и конструкции трубопровода происходит при близости парциальных частот колебаний жидкости и конструкции трубопровода и сопровождается падением величин размахов колебаний давлений жидкости на входе в насос, а также максимальными значениями размахов колебаний продольной силы и продольного перемещения конструкции трубопровода. Получено удовлетворительное согласование результатов расчетов с результатами экспериментов.

Жидкостные ракетные двигатели, кавитирующие насосы, кавитационные колебания, взаимодействие колебательных контуров жидкости и конструкции трубопровода, совместные продольные колебания конструкции питающего трубопровода и жидкости.

1. Пилипенко В. В. Кавитационные колебания и динамика гидросистем / В. В. Пилипенко, В. А. Задон-цев, М. С. Натанзон. – М. : Машиностроение, 1977. – 352 с.

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

3. Натанзон М. С. Влияние собственной частоты колебаний жидкости в топливоподающем тракте на продольную устойчивость корпуса ракеты / М. С. Натанзон // Изв. АН СССР. Энергетика и транспорт. – 1969. – № 3. – С. 111 – 118.

4. Натанзон М. С. Продольные автоколебания жидкостной ракеты / М. С. Натанзон. – М. : Машиностро-ение, 1977. – 208 с.

5. Долгополов С. И. Изменение коэффициента формы колебаний прямолинейного питающего трубопрово-да ЖРД при продольных колебаниях жидкостных ракет / С. И. Долгополов // Техническая механика. – 2010. – № 2. – С. 3 – 9.

6. Жулай Ю. А. Математическое моделирование совместных продольных колебаний конструкции трубоп-ровода и жидкости при кавитационных колебаниях в линиях питания ЖРД / Ю. А. Жулай, С. И. Долгополов, Т. А. Грабовская // Авиационно-космическая техника и технология. – 2009. – № 5(62). – С. 58 – 63.

7. Пилипенко О. В. Математическое моделирование совместных продольных колебаний конструкции тру-бопровода и жидкости в гидравлической системе при установке байпасного демпфирующего трубопро-вода / О. В. Пилипенко, Ю. А. Жулай, С. И. Долгополов // Авиационно-космическая техника и техноло-гия. – 2011. – № 1(78). – С. 21 – 25.

8 Пилипенко В. В. Экспериментально-расчетное определение коэффициентов уравнения динамики кавита-ционных каверн в шнекоцентробежных насосах различных типоразмеров / В. В. Пилипенко, С. И. Долгополов // Техническая механика. – 1998. – Вып. 8. – С. 50 – 56.

9. Уиггерт Влияние степени закрепления колена на переходной режим изменения давления в трубопрово-де / Уиггерт, Отуэлл, Хатфилд // Теор. основы инж. расчетов. – 1985. – № 3. – С. 249 – 258.

10. Теория автоматического управления ракетными двигателями / А. А. Шевяков, В. М. Калнин, М. В. Науменкова, В. Г. Дятлов. – М. : Машиностроение, 1978. – 288 с.

11. Жулай Ю. А. Динамические испытания шнекоцентробежного насоса в режиме кавитационных автоко-лебаний / Ю. А. Жулай // Вестник двигателестроения. – 2006. – № 3. – С. 141 – 145.

Copyright (©) 2014 Долгополов С. И.

Copyright © 2014-2018 Техническая механика