ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАНЯТИЯ




Методические указания

по проведению лабораторных занятий для студентов

направления 170100 – Оружие и системы вооружения

специальности 170103 – Средства поражения и боеприпасы

 

очной формы обучения

 

Тула 2008


Разработал (а, и) М.С. Воротилин

кандидат технических наук, доцент кафедры «Газовая динамика»

 

Рассмотрено на заседании кафедры

протокол №___ от «__»________ 200_г.

Зав. кафедрой __________________ а.н. чУКОВ


Лабораторная работа № 7

 

РАСЧЁТ ПАРАМЕТРОВ ГОРЕНИЯ ПОРОХА
В ПОСТОЯННОМ ОБЪЁМЕ

 

 

Цель и задачи ЗАНЯТИЯ

 

Изучение основных зависимостей, описывающих горение пороха в постоянном объёме. Овладение навыками решения задач по определению характеристик пороха и параметров его горения в постоянном объёме.

 

 

Теоретические положения

 

При выстреле в заснарядном пространстве протекают сложные термодинамические и газодинамические процессы, что значительно затрудняет установление закономерностей горения пороха и образования пороховых газов, знание которых необходимо при определении общих закономерностей процесса выстрела. С целью упрощения решения этой задачи, закономерности горения пороха и образования пороховых газов изучают в простейших условиях – при горении пороха в постоянном объёме.

Наибольшее давление пороховых газов, образующихся при горении пороха в постоянном объёме, определяется по формуле Нобля–Абеля (Шишкова–Нобля):

,

где – плотность заряжания, кг/м 3; w – масса заряда или навеска топлива, кг; W 0 – начальный свободный объем манометрического прибора, м 3; – наибольшее давление пороховых газов, Па; f – сила пороха, Дж/кг; a – дельный коволюм пороховых газов, м 3 /кг.

Заменив D ее выражением , получим

где w – удельный объем пороховых газов.

Удельный коволюм находят по формуле

Сила пороха определяется по зависимостям

Часто при опытах в бомбе воспламенитель имеет другую природу по сравнению с природой основного заряда.

Допустим, известны характеристики воспламенителя fВ, aВ, wВ и основного заряда – f, a, d (плотность пороха), w.

Тогда суммарное давление с учетом давления воспламенителя получим по формуле

Величиной пренебрегают по малости.

Здесь – давление пороховых газов заряда без учета влияния давления воспламенителя;

– давление пороховых газов воспламенителя в свободном объеме бомбы.

Так как убывает, то несколько растет, но само давление воспламенителя невелико (20…50 кг/м 3). Поэтому его изменение обычно пренебрегают и рассчитывают для начала горения пороха:

Тогда зависимость

 

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЗАНЯТИЯ

 

Пример решения задачи.

 

На сколько процентов надо изменить массу пороха при сжигании его в манометрической бомбе, чтобы понизить наибольшее давление с 280 МПа до 200 МПа, если объем зарядной каморы бомбы равен 200·10‑6 м 3, сила пороха равна 96×104 Дж/кг, а удельный коволюм a = 1,120×10-3 м 3 /кг.

Решение:

В данной задаче мы имеем дело с двумя состояниями газов в замкнутом объеме, описываемыми уравнением Шишкова–Нобля:

, (1)

. (2)

1. Из уравнений (1) и (2) определяем значение масс пороха, для чего преобразуем

;

(3)

или

;

, (4)

получаем

; (5)

. (6)

2. Определяем изменение массы пороха по формуле

.

 

 

Контрольные задания

 

4.1. Определить необходимый объем манометрической бомбы, чтобы давление, развиваемое в ней, не превышало 150 МПа при сжигании пороха массой 50 кг, если Дж/кг, а кг.

4.2. Определить величину наибольшего давления, развиваемого в манометрической бомбе, при сжигании в ней пороха силой Дж/кг и удельным коволюмом, равным м 3 /кг, если масса пороха равна кг, а объем каморы м 3.

4.3. Определить величину силы пороха и удельного коволюма, если при двух последовательных сжиганиях пороха в манометрической бомбе при кг/м 3 МПа, а при кг/м 3 МПа.

4.4. Определить величину удельного коволюма пороховых газов, если при сжигании пороха силой Дж/кг и плотности заряжания кг/м 3 в бомбе давление достигло 251,2 МПа.

5.5. На сколько процентов надо изменить объем манометрической бомбы, чтобы наибольшее давление не превышало 250 МПа при неизменной массе сжигаемого пороха, если при плотности заряжания кг/м 3, силе пороха Дж/кг и удельном коволюме м 3 /кг давление достигло 315 МПа.

4.6. На сколько процентов надо увеличить навеску пороха, сжигаемого в манометрической бомбе, чтобы давление было не менее 250 МПа, если при кг и м 3, МПа, а удельный коволюм пороховых газов равен м 3/кг. Определить силу пороха.

4.7. Рассчитать массу навески воспламенителя, необходимую для воспламенения пороха в манометрической бомбе, чтобы при кг, м 3, Дж/кг и м 3/ кг наибольшее давление не превышало 172,6 МПа, если Дж/кг; м 3/ кг, а потери тепла в бомбе составляют 10 %.

4.8. Определить величину тепловых потерь в стенке манометрической бомбы, если при сжигании пороха с Дж/кг, м 3/ кг, кг / м 3 наибольшее давление достигло 260 МПа.

4.9. Определить величину наибольшего давления в манометрической бомбе, если потери тепла в стенке бомбы составляют 8 %, а параметры заряжания Дж/кг; м 3/ кг; кг; м 3; Дж/кг; м 3/ кг; кг.

4.10. Определить величину наибольшего давления в каморе заряжания 85-мм пушки, если произойдет заклинивание снаряда и заряд сгорит в объеме каморы при следующих условиях заряжания: м 3; кг; Дж/кг; м 3/ кг.

4.11. Рассчитать необходимую массу воспламенителя для условий заряжания 100-мм пушки: м 3; кг; Дж/кг; кг/м 3; м 3/ кг, если для надежного воспламенения пороха боевого заряда пушки давление, развиваемое воспламенителем, должно быть не менее 5,0 МПа, а потери тепла в стенке каморы составляют 3 %. Воспламенитель сгорает до начала движения снаряда.

4.12. Определить, на сколько процентов изменится величина давления, создаваемого воспламенителем, если массу пороха заряда увеличить на 10 %, для условий заряжания 122-мм пушки: м 3; кг, кг/м 3. Потерями тепла в стенке пренебречь.

4.13. Определить, на сколько процентов изменится давление , если массу воспламенителя увеличить на 15 %, для условий заряжания 152-мм пушки.

4.14. Рассчитать величину давления воспламенения, если массу воспламенителя увеличить на 10 % для условий заряжания 122-мм гаубицы: м 3; кг; Дж/кг; кг; кг/м 3.

4.15. Определить величину давления воспламенителя, если его массу увеличить на 20 %, для условий заряжания 122-мм гаубицы: м 3; кг; Дж/кг; кг; кг/м 3.

 

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2017-11-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: