Курсовая работа: Ракетный двигатель РД-583 РН Зенит-3
- Iп = 361 с
- Геометрическая степень расширения равна 189
- рк = 7,8 МПа
- t = 660 с
- Мдв = 300 кг
- Dдв = 2900 мм
2. Описание компонентов топлива
Компоненты топлива РД - 583: Окислитель жидкий кислород O2 , и горючее керосин СН1,956 (С – 85,9 %, Н – 14,1 %).
Таблица 1 – Основные данные чистого окислителя и горючего для ЖРД
| Окислитель | Горючее | |
| Жидкий кислород | Керосин | |
| Температура плавления, °К | 54,4 | 200-220 |
| Температура кипения, °К | 90,1 | 450 |
| Теплота испарения, кДж/кг | 213,5 | - |
| Плотность, 103 кг/м3 | 1,144 | 0,83 |
| Вязкость, Н/сек∙м2 | 0,2∙10-3 | 0,15∙10-2 |
| Теплопроводность, Вт/м∙град | 0,21 | 0,16 |
| Теплоемкость, Дж/кг∙град | 1700 | - |
| Поверхностное натяжение, Н/м | 0,013 | - |
| Токсичность (предельно допустимая концентрация в мг/л) | Не токсичен | Не токсичен |
| Химическая стабильность | Стабилен | Стабилен |
Жидкий кислород представляет собой прозрачную жидкость голубоватого цвета, кипящую при -183 0 С. Низкая температура кипения не позволяет использовать жидкий кислород в качестве охладителя. По этой же причине кислород не годится для применения в ракетах, требующих хранения в заправленном состоянии. Жидким кислородом баки ракеты заправляются непосредственно перед запуском.
Хранение жидкого кислорода, его перевозка и заправка баков ракет сопровождаются значительными потерями кислорода вследствие испарения.
Жидкий кислород относительно безвреден для человека. При попадании на кожу в небольших количествах он кипит, и образующийся слой газообразного кислорода предохраняет кожу от обмерзания.
За последние годы жидкий кислород стал интенсивно применяться во многих областях техники, вследствие чего производство его налажено в широких масштабах. Удовлетворительно разрешены также вопросы хранения и перевозки жидкого кислорода. Поэтому, несмотря на неизбежные потери, связанные с испарением, стоимость применяемого в ракетах жидкого кислорода невелика.
Необходимо отметить, что в окислителе для данного двигателя присутствуют примеси – жидкий азот N2 , диапазон изменения содержания по весу которого равен 0,008.
Кероси́н – горючая жидкость, получаемая дистилляцией нефти или крекингом тяжёлых нефтепродуктов.
Керосин применяют как реактивное топливо, горючий компонент жидкого ракетного топлива, горючее при обжиге стеклянных и фарфоровых изделий, для бытовых нагревательных и осветительных приборов, в аппаратах для резки металлов, как растворитель, сырьё для нефтеперерабатывающей промышленности.
Промышленное производство керосина впервые было начато в России в 1823 братьями Дубиниными в районе Моздока (300 т/год; прежнее торговое название «фотоген»). В XIX веке из продуктов перегонки нефти использовали только керосин (для освещения), а получавшийся бензин и другие нефтепродукты выбрасывались.
Керосин применяется в ракетной технике в качестве углеводородного горючего. Использование керосина в ракетных двигателях было предложено Циолковским в 1914 году. В паре с жидким кислородом используется на нижних ступенях многих РН: отечественных — «Союз», «Молния», «Зенит», «Энергия»; американских — серий «Дельта» и «Атлас». В перспективе предполагается замена керосина на более эффективные углеводородные горючие — метан, этан, пропан.
Для горючего данного двигателя известно изменение соотношения С/Н равное 
6 %.
3. Определение влияния соотношения компонентов на энергетические характеристики
Цель работы: изучение процессов в рабочих телах энергетических установок, влияния основных параметров на характеристики процесса.
| Двигатель (ракета) | Топливо | Соотношение компонентов | Давление Pk | Тяга | Удельный импульс |
| РД-583 | Жидкий кислород + Керосин |
7,8 МПа (расш. 189) |
71 кН (пуст.) |
361 с (пуст.) |
Определим эквивалентные формулы компонентов топлива и запишем их энтальпии.
Окислитель: жидкий кислород (О2 ) - 100%; g О2 = 1