Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД - Физика и энергетика курсовая работа

Главная

Физика и энергетика
Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД

Выбор входных факторов - горючее и окислитель, образующие топливную смесь. Выбор интервала варьирования входного фактора, вида регрессионной модели. Тарировка излучателя непрерывного спектра. Коэффициенты регрессии, график регрессионной зависимости.


посмотреть текст работы


скачать работу можно здесь


полная информация о работе


весь список подобных работ


Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.


По курсу «Испытание двигателей и испытательные стенды»
тема «Построение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД»
2. Выбор интервала варьирования входного фактора
4.1 Выбор плана многофакторного эксперимента
4.2 Построение матрицы планирования испытаний
5. Описание экспериментальной установки
5.1 Пневмогидросхема (ПГС) установки
5.3.1 Тарировка излучателя непрерывного спектра
5.3.2 Измерение температуры горения ТК
7. Статистическая обработка результатов испытаний
7.1 Проверка на воспроизводимость и стационарность
7.3 Проверка коэффициентов регрессии на значимость
7.4 Проверка регрессионной модели на адекватность
8. График регрессионной зависимости
Энергетические характеристики топлива определяются его химической природой и соотношением компонентов - горючего и окислителя. Изменяя соотношение компонентов топлива, можно изменять количество выделяемого тепла на 1кг топлива, состав и свойства продуктов сгорания, температуру горения.
Горючее и окислитель, образуя топливную смесь, находятся между собой в определенной пропорции, определяемой коэффициентом:
где m о , m г - массовые расходы окислителя и горючего соответственно. Данный коэффициент, называемый коэффициентом соотношения компонентов, влияет на температуру горения Т к . Типичный характер кривой Т к =f(К m ) приводится на рис.1. Наличие максимума на температурной кривой обуславливает ее значимость при проектировании камер сгорания, так как отклонение в ту или иную сторону от него будет существенно влиять на тепловой режим работы двигателя.
Рис.1 График зависимости температуры горения Т к , от коэффициента избытка окислителя б.
Качественно характер кривой Т к =f(К m ) может быть объяснен следующим образом. При малом К m (левая часть кривой) в топливной смеси слишком мала доля окислителя, чтобы окислить все горючее. Повышение содержание окислителя приводит к большей полноте сгорания и к возрастанию температуры горения. Максимум температура горения Т к м достигается, когда окислителя в смеси ровно столько, сколько его необходимо для полного окисления горючего, входящего в эту смесь. Такое соотношение называют стехиометрическим К m о (теоретическим). Дальнейшее повышение доли окислителя обеспечивает полное сгорание горючего, но при этом часть выделившегося тепла затрачивается на подогрев «излишков» окислителя, который не участвует в реакции. Это приводит к снижению температуры горения.
Топливную смесь удобно характеризовать коэффициентом избытка окислителя:
который показывает в какой степени действительное соотношение компонентов К m отличается от стехиометрического, и при изменении которого меняется Т к . Поэтому важным входным фактором, влияющим на температуру горения смеси Т к , выбираем коэффициент избытка окислителя б, т.е. Т к = f(б).
2. Выбо р интервала варьирования входного фактора
Интервал варьирования - это расстояние на координатной оси между основным и верхним уровнями факторов.
Определяем интервал варьирования ?P k =2.5
Типичный характер влияния коэффициента избытка окислителя на температуру горения представлен на рис.1. Поэтому можно предположить, что уравнение, описывающее регрессионную модель, будет уравнением параболы:
Планирование испытаний - это определение набора факторов, позволяющих при минимальном числе испытаний получить наиболее достоверную модель исследуемого объекта или явления [1].
4.1 Выбор плана многофакторного эксперимента
Существует следующие виды плана эксперимента:
- план дробного факторного эксперимента(ДФЭ);
- план полного факторного эксперимента(ПФЭ);
План эксперимента должен отвечать следующим основным требованиям:
ДФЭ не подходит, так как он необходим для построения линейной регрессионной модели.
Для выбранной регрессионной модели подходит ПФЭ, так как:
1) Наименьшее число опытов N=p k =3 1 =3(для КП n=2 k =4)
2) ПФЭ отвечает всем вышеперечисленным требованиям, предъявляемым к оптимальным планам.
4 . 2 Построение матрицы планирования испытаний
5. Описание экспериментальной установки
5.1 Пневмогидросхема ( ПГС ) установки
В качестве модельных компонентов используется газообразный пропан (горючее) и воздух (окислитель). Оба компонента хранятся в специальных баллонах. Пропан в баллоне находится в жидком состоянии (давление упругого пропана при комнатной температуре составляет около 5*10 5 Па). Воздух в баллоне находится под давлением не более 15*10 6 Па.
После того как открываются запорные краны, расположенные на баллонах, газообразные компоненты поступают на редукторы, понижающие давление подачи пропана и воздуха до очень небольших значений, превышающих атмосферное давление.
На пути дальнейшего движения компонентов поставлены краны, допускающие тонкую регулировку расходов.
Расходы измеряются посредством расходных шайб, установленных в магистралях горючего и окислителя. К расходным шайбам подключены U-образные водяные манометры, измеряющие разность давлений и по тарировочным графикам определяется массовый расход каждого компонента.
Пропан и воздух подаются в специальную горелку, которая обеспечивает достаточную полноту сгорания смеси и стабильность факела. Горелка заключена в высокий стакан из жаропрочного молибденового стекла. Стакан необходим, чтобы исключить попадание в зону горения неконтролируемых количеств окружающего воздуха; прозрачность стакана дает возможность наблюдать форму и яркость пламени и измерять его температуру оптическим способом.
Температура горения оценивается по методу обращения спектральных линий. Для этого используется монохроматор, на призму которого направляется излучение пламени и излучение нагретой вольфрамовой ленты от специальной лампы накаливания, имитирующей излучение абсолютно черного тела. Так как объектив монохроматора, факел пламени и лампа накаливания расположены на одной оптической оси, через окуляр монохроматора можно наблюдать линейчатый спектр излучения пламени на фоне непрерывного спектра излучения нагретой поверхности. Яркость линий спектра изменяется с изменением температуры горения. Яркость непрерывного спектра изменяется с температурой вольфрамовой ленты Т л и может, следовательно, управляться током накала I нак [2].
В зону горения помещается незначительное количество поваренной соли (NaCl), и в спектре пламени появляется желтая линия излучения атомов натрия, которая дает различимое глазом свечение, начиная с температур порядка 1100-1200 К. Когда температура поверхности Т л , управляемая током накала I нак , становится равной температуре паров натрия, т.е. температуре пламени Тк, желтая линия исчезает из поля зрения, сливаясь с желтым фоном непрерывного спектра.
Перепад давления (пропан и воздух),Па
5.3.1 Та рировка излучателя непрерывного спектра
Включают цепь накала лампы; с помощью реостата ток накала плавно увеличивается до появления видимого красного свечения поверхности ленты. Записывается величина тока I нак .
Оптический пирометр, закрепленный на шарнирной подвеске, нацеливают на середину ленты, после чего производится первое измерение и запись в протокол эксперимента температуры ленты Т л .
Ток накала увеличивают; снова производится измерение температуры ленты.
5.3.2 Измерение температуры горения Т к
Открывают запорные краны на баллонах пропана и воздуха.
Кранами тонкой регулировки расходов устанавливают следующие перепады давлений в U-образных манометрах:
на шайбе окислителя ?р шо ?10 мм.вод.ст.
на шайбе горючего ?р ш г ?20-25 мм.вод.ст.
Снимают стеклянный стакан с горелки. Смесь поджигают и стакан устанавливают на место.
В окуляр монохроматора наблюдают слабосветящуюся спектральную линию желтого света. Увеличивая расход пропана, наблюдают сначала усиление яркости этой линии, а затем при дальнейшем увеличении расхода пропана, ее ослабевание и полное исчезновение. При этом яркость факела пламени также сначала нарастает, а затем начинает убывать.
Снова уменьшая расход пропана до исходного значения(?р шг ?20-25 мм.вод.ст.), наблюдаем обратную картину изменения яркости линии натрия.
Включаем лампу накаливания и наблюдают непрерывный спектр лампы, и на фоне желтого его участка - желтую линию излучения натрия. Варьируя током накала, добиваются исчезновения линии натрия на фоне непрерывного спектра. Это соответствует моменту Т л =Т к . В протокол опыта записывают величины I нак , ?р шо, ?р шг .
Последовательно увеличивая расход пропана, повторяют описанную выше операцию 8 раз (в соответствии с матрицей планирования) до тех пор, пока пламя снова не потускнеет, а линия излучения натрия в спектре не утратит своей яркости.
Результаты измерений записаны в таблице:
D(Т) 1 =?( Тк ср1 - Т к ij ) 2 =(1984-1994) 2 +(1984-1974) 2 =200 К 2
D(Т) 2 =(2015-2035) 2 +(2015-1995) 2 =800 К 2
D(Т) 3 =(2256-2262) 2 +(2256-2250) 2 =72 К 2
7. Статистическая обработка результатов испытаний
7.1 Проверка на воспроизводимость и стационарность
Подобная проверка особенно необходима при большой длительности испытаний, когда возможно возникновение существенных изменений условий проведения испытаний.
Воспроизводимость - независимость выходного параметра от времени изготовления изделия и времени испытаний. Проверка на воспроизводимость осуществляется с помощью F-критерия, то есть критерия Фишера [1].
Расчетное значение критерия Фишера:
F эксп = D(Т) max / D(Т) min =800/72=11.1
Табличное значение критерия Фишера при б=0.05, f max =f min =1:
Так как F эксп < F табл , следовательно требование воспроизводимости выполнено.
Стационарность - неизменность закона распределения выходного параметра.
Проверка на стационарность также осуществляется с помощью критерия Фишера.
Средняя температура горения во всех проведенных опытах:
Т к ср =(1/n)*?(T г i )=(1/3)*(1984+2015+2256)=2085 K.
D(Т к ср )=(1/(n-1))* ?(Т к ср - (Т к i ) cp ) 2 = (1/(3-1))*((2085-1984) 2 +(2085-2015) 2 + - +(2085-2256) 2 )=22171 К 2
D воспр =1/n*?Di=1/3*(200+800+72)=357.3 К 2
Критерий Фишера рассчитывается по формуле[1] :
Табличное значение критерия Фишера при б=0.05, f(Тк ср )=N-1=3-1=2, f воспр =3:
Мы не можем принять это, так как имеет место быть очень большой диапазон изменения температур, поэтому очень большая дисперсия генерального среднего, которая несоизмерима с дисперсией воспроизводимости. Поэтому допустимо в качестве дисперсии генерального среднего взять максимальную расчетную дисперсию D max = 800 K 2 .
F p = D max / D воспр =800/357.3=2.23
F p b 1 , следовательно b 1 - незначимый коэффициент
?bПостроение регрессионной зависимости температуры горения в камере ЖРД курсовая работа. Физика и энергетика.
Реферат На Тему Бізнес И Кампютэрызацыя
Доклад по теме А.Вампилов 'Утиная охота'
Реферат по теме Антибиотики
Реферат по теме Лесной комплекс Украины
Диссертация Компетенции Воспитателя По Фгос Доо
Контрольная работа по теме Посредничество в разрешении конфликтов. Внутренние конфликты работников и их влияние на эффективность работы
Поверка И Калибровка Средств Измерений Реферат
Реферат: Euthanasia Essay Research Paper EuthanasiaVoluntary euthanasia is
Реферат: Ядерный терроризм в современном мире
Небольшое Сочинение Описание Комнаты
Учебное пособие: Методика расчётов режимов резания
Сочинение по теме В. Быков 'Облава'
Реферат: Просвещение и наука эпохи Петра 1
Реферат: История математики
Контрольная Работа 3 Рациональные Уравнения
Дипломная работа по теме Совершенствование управления послепродажным обслуживанием на предприятии (на примере ООО 'Первый дом рекламы')
Дипломная работа по теме Антикризисное управление предприятием на материалах ООО 'Магнат-ТВ'
Сочинение Здравствуй Родная Школа 5 Класс
Контрольная работа по теме Прагматика дипломатического дискурса в условиях военно-политического противостояния
Бақытты Отбасы Қандай Болуы Керек Эссе Жазу
Проектування зубчатої передачі планетарного редуктора - Производство и технологии контрольная работа
Личностный потенциал работника - Менеджмент и трудовые отношения контрольная работа
Маркетинговая деятельность ПАО ПБК "Крым" - Маркетинг, реклама и торговля презентация