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压强-时间曲线的计算

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#楼主# 2016-6-2

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这里来讲一下压强时间曲线的计算 ,并用计算例子来辅助了解。
这里首先需要喷燃比节点,这里我选择药柱内孔6mm,外径12mm,长度90mm,喷喉内径6mm。燃料特征速度800m/s,密度1.8g/cm^2,燃速系数8,压强指数0.3。与KNSU接近。
最小喷燃比60,最大喷燃比120。这里分成61个节点,60个区间。


为了保证精确 ,实力计算请以每一个整数喷燃比便计算一次。当然也可以每隔0.5喷燃比甚至更小间隔取一个值进行计算。


所有如图一。
这里喷燃比取值 60,61,62,63,64,65,66,67……114,115,116,117,118,119,120。共60个区间。这里分来单独计算每一个区间。
先是压强的计算,这是基础。
P燃烧室压强=((燃速系数*喷燃比*燃料密度*燃料特征速度)/1000000)^(1/(1-压强指数))
可能你觉得括号太多了,这是因为计算机程序得缘故,这样写绝不会出现计算先后的错误。我以前写Excel表格就曾经因为括号问题计算错误过~
每个喷燃比分别计算压强,十个区间全部取开始喷燃比,多出来的最后压强是曲线的结尾值。
根据计算可以求出:
喷燃比60,压强为0.59MPa
61为0.60MPa
62为0.62MPa
……
结果在图一上的P竖列


接下来要求的是每个区间燃料的燃速
因为分为60个区间,我们就要将药柱壁厚算出来,肉厚的计算我来讲讲。
药柱肉厚mm=(外径mm-内孔直径mm)/2
然后我们需要计算每个区间的肉厚
每个区间肉厚=药柱肉厚/区间数量
根据我这里例子的药柱尺寸。计算得药柱肉厚3mm,每个区间为0.05mm


接下来就是燃速公式。燃速公式有很多,这里我们用维也里(vieille)公式。
r=aP∧n
r指燃速mm/s a指燃速系数 n指压强指数 P指燃烧室压强。
计算得出了图一的r竖列。


接下来求出每个区间的燃烧时间。时间如此计算:
每个区间的肉厚/每个区间的燃速


注意!这里要求计算第一个喷燃比到倒数第二个喷燃比。最后一个喷燃比所对应的是曲线上的最后一点!


这样我们就求出了t竖列的数据。
以上内容都很简单,都没有什么要注意的。重点在在于最中的时间的叠加(获得横坐标,时间节点),一定要搞清楚其原理,便于记忆。


首先是第一个压强所对应的时间节点为0,因为是曲线最初的点,对应的是0秒。
下面的时间节点是:
上一个压强点求出的时间节点+上一个节点喷燃比区间求出的燃烧时间。如图三。
为了便于理解,这里的例子里。第二个压强节点的时间节点就是第一个喷燃比求出的时间点(即初始的0s)加上个喷燃比区间求出的时间(0.007322s),得出0.007322s的时间节点。第三个压强时间节点就是第二个压强点求出来的时间节点(0.007322s)+上个喷燃比区间的燃烧时间(0.00727s),获得0.014592s的时间节点。以此类推。
最后我们就获得了时间和压强一一对应的表格,以时间为横坐标,压强为纵坐标。便可以获得压强时间曲线。


因为内弹道是动态变化的,无论节点取的多密,都只能获得近似值。为了精确度,可以尽量误差。在写这个例题之前,我用相同的喷燃比曲线,平均取11个节点,进行了计算。与这里61个节点比较,发现有0.0167015s的差距。


所有公式我都有写在图二上。

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J20 发表于 2016-6-3 14:38:34
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估读症患者 发表于 2016-6-3 16:02:35
卧槽这好厉害。。楼主可以试试拿电子表格能不能玩。
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xian333c 发表于 2016-6-3 00:33:34
再提一下,假如你计算所得压强低于或等于大气压,燃烧室压强则选择大气压~
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xian333c 发表于 2016-6-3 20:05:58
[quote=估读症患者,1020]卧槽这好厉害。。楼主可以试试拿电子表格能不能玩。[/quote] 表格能用,因为住宿没有电脑没有用Excel表格。有空可以补一下
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谁叫小明 发表于 2016-6-21 10:44:58
胡闹和试验只有一线之差,试验是把数据记录下来
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飞行棋狂魔 发表于 2016-7-1 15:26:46
建议尝试学习MATLAB
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GCCgccMZ 发表于 2016-10-6 11:16:10
但是表示不知道各种燃料的燃速系数和压强系数。。。
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