现代计算机程序极大地帮助了液体火箭发动机的设计,尤其是在需要迭代求解的情况下。液体直流喷嘴孔径的计算涉及到流量,密度,压降,流量系数。通常来讲流量系数需要通过迭代求解,手算十分麻烦费时间,于是我和班上一位会写代码的同学联合写了一份python计算程序,并使用Ai转换成带有图形化界面的html程序。
该程序的计算过程详见杨立军,富庆飞编著的液体火箭发动机推力室设计第141页,先给定一个初始的流量系数,根据该流量系数依次求解出喷嘴直径,流速,雷诺数,摩擦系数,摩擦水力损失系数,入口涡水力损失系数,进口摩擦水力损失系数,总水力损失系数,再根据总水力损失系数求解流量系数,通过比较前后求得的值检查收敛。
本程序还加入了流动分离校验功能,一般发动机喷注器设计中不推荐应用带有流动分离条件的喷嘴,一般要求Pc-c远大于液体的饱和蒸汽压,本程序中只对两个值作了简单的比较,故使用本程序时应检查Pc-c与饱和蒸汽压的值以确保留有一定余量。
本程序中“动能*面积”的作用是方便大致判断互击式喷嘴的雾化效果,一般当互击喷嘴的截面积与射流动能的乘积相等时,混合情况最好。
该计算软件使用html格式,如下:
输入涉及参数进口摩擦水力损失系数,该值的确定在原书的第137页,考虑到没有书的朋友,在这里贴出来了
这里附一张使用截图:
该程序免费使用
由于作者才疏学浅,程序和文章表述都可能有纰漏,还请指出