УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ
Вступ. Урахування кавітаційних явищ у насосах рідинних ракетних двигунів (РРД) є необхідним при визначенні частотних характеристик двигуна, при розрахунках перехідних процесів у двигунових установках при запуску й зупинці двигуна і, особливо, в задачі забезпечення стійкості поздовжніх коливань рідин...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | English |
| Veröffentlicht: |
PH “Akademperiodyka”
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/453 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Science and Innovation |
Institution
Science and Innovation| id |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-453 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Science and Innovation |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2023-10-20T13:15:03Z |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| topic |
рідинний ракетний двигун POGO-коливання кавітуючий насос частота кавітаційних коливань експериментально-розрахунковий спосіб пружність об'єм і опір кавітаційних каверн число початкової кавітації |
| spellingShingle |
рідинний ракетний двигун POGO-коливання кавітуючий насос частота кавітаційних коливань експериментально-розрахунковий спосіб пружність об'єм і опір кавітаційних каверн число початкової кавітації DOLGOPOLOV, S. УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| topic_facet |
liquid rocket engine POGO-oscillations cavitating pump frequency of oscillations of cavitation bubbles experimental and computational method elasticity volume and resistance of cavitation bubbles and number of initial cavitation. рідинний ракетний двигун POGO-коливання кавітуючий насос частота кавітаційних коливань експериментально-розрахунковий спосіб пружність об'єм і опір кавітаційних каверн число початкової кавітації |
| format |
Article |
| author |
DOLGOPOLOV, S. |
| author_facet |
DOLGOPOLOV, S. |
| author_sort |
DOLGOPOLOV, S. |
| title |
УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| title_short |
УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| title_full |
УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| title_fullStr |
УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| title_full_unstemmed |
УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ |
| title_sort |
узагальнення експериментальної пружності кавітаційних каверн у насосах ррд, які істотно відрізняються за розмірами та продуктивністю |
| title_alt |
Generalization of Experimental Elasticity of Cavitation Bubbles in LRE Pumps that Differ Significantly in Size and Performance |
| description |
Вступ. Урахування кавітаційних явищ у насосах рідинних ракетних двигунів (РРД) є необхідним при визначенні частотних характеристик двигуна, при розрахунках перехідних процесів у двигунових установках при запуску й зупинці двигуна і, особливо, в задачі забезпечення стійкості поздовжніх коливань рідинних ракет (POGO-коливань).Проблематика. Теоретичне визначення характеристик кавітаційних течій у насосах РРД нині не набуло поширення через вкрай низьку точність. Недоліком існуючих експериментально-розрахункових залежностей пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн від режимних параметрів є обмежений діапазон чисел кавітації, в якому ці залежності достовірні.Мета. Визначення пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн за результатами динамічних випробувань 26 насосів, що істотно відрізняються за призначенням, розмірами та продуктивністю.Матеріали й методи. Використано інформаційно-аналітичний метод, методи теорії коливань, імпедансний метод та метод найменших квадратів.Результати. Показано, що експериментальні значення пружності кавітаційних каверн для різних насосів загалом задовільно узгоджуються між собою. Проведено апроксимацію відносної пружності кавітаційних каверн від числа кавітації та коефіцієнта витрати за формулою, яка дозволяє описати кавітаційні явища в насосах у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн. Описано три види відхилень експериментальних частот коливань від власних частот коливань рідини в гідравлічній системі з кавітуючим насосом. Перший і другий види відхилень обумовлені взаємодією рідини та конструкції живильного трубопроводу, третій — розвиненими кавітаційними автоколиваннями.Висновки. Побудовано напівемпіричні залежності пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД від режимних параметрів у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн. |
| publisher |
PH “Akademperiodyka” |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/453 |
| work_keys_str_mv |
AT dolgopolovs uzagalʹnennâeksperimentalʹnoípružnostíkavítacíjnihkavernunasosahrrdâkíístotnovídríznâûtʹsâzarozmíramitaproduktivnístû AT dolgopolovs generalizationofexperimentalelasticityofcavitationbubblesinlrepumpsthatdiffersignificantlyinsizeandperformance |
| first_indexed |
2025-09-24T17:19:04Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:19:04Z |
| _version_ |
1850411037455548416 |
| spelling |
oai:ojs2.scinn-eng.org.ua:article-4532023-10-20T13:15:03Z УЗАГАЛЬНЕННЯ ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЇ ПРУЖНОСТІ КАВІТАЦІЙНИХ КАВЕРН У НАСОСАХ РРД, ЯКІ ІСТОТНО ВІДРІЗНЯЮТЬСЯ ЗА РОЗМІРАМИ ТА ПРОДУКТИВНІСТЮ Generalization of Experimental Elasticity of Cavitation Bubbles in LRE Pumps that Differ Significantly in Size and Performance DOLGOPOLOV, S. liquid rocket engine, POGO-oscillations, cavitating pump, frequency of oscillations of cavitation bubbles, experimental and computational method, elasticity, volume and resistance of cavitation bubbles, and number of initial cavitation. рідинний ракетний двигун, POGO-коливання, кавітуючий насос, частота кавітаційних коливань, експериментально-розрахунковий спосіб, пружність, об'єм і опір кавітаційних каверн, число початкової кавітації Вступ. Урахування кавітаційних явищ у насосах рідинних ракетних двигунів (РРД) є необхідним при визначенні частотних характеристик двигуна, при розрахунках перехідних процесів у двигунових установках при запуску й зупинці двигуна і, особливо, в задачі забезпечення стійкості поздовжніх коливань рідинних ракет (POGO-коливань).Проблематика. Теоретичне визначення характеристик кавітаційних течій у насосах РРД нині не набуло поширення через вкрай низьку точність. Недоліком існуючих експериментально-розрахункових залежностей пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн від режимних параметрів є обмежений діапазон чисел кавітації, в якому ці залежності достовірні.Мета. Визначення пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн за результатами динамічних випробувань 26 насосів, що істотно відрізняються за призначенням, розмірами та продуктивністю.Матеріали й методи. Використано інформаційно-аналітичний метод, методи теорії коливань, імпедансний метод та метод найменших квадратів.Результати. Показано, що експериментальні значення пружності кавітаційних каверн для різних насосів загалом задовільно узгоджуються між собою. Проведено апроксимацію відносної пружності кавітаційних каверн від числа кавітації та коефіцієнта витрати за формулою, яка дозволяє описати кавітаційні явища в насосах у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн. Описано три види відхилень експериментальних частот коливань від власних частот коливань рідини в гідравлічній системі з кавітуючим насосом. Перший і другий види відхилень обумовлені взаємодією рідини та конструкції живильного трубопроводу, третій — розвиненими кавітаційними автоколиваннями.Висновки. Побудовано напівемпіричні залежності пружності, об’єму та опору кавітаційних каверн у насосах РРД від режимних параметрів у всьому діапазоні існування кавітаційних каверн. Introduction. Consideration of cavitation phenomena in liquid rocket engine (LRE) pumps is necessary for determining the frequency characteristics of the engine, when calculating transient processes in propulsion systems during engine start-up and stop, and, especially, for addressing the problem of ensuring the stability of longitudinal oscillations of liquid rockets (POGO-oscillations).Problem Statement. Currently, the theoretical determination of the characteristics of cavitation flows in LRE pumps has not been widespread because of extremely low accuracy. The disadvantage of the existing experimental and calculated dependences of elasticity, volume, and resistance of cavitation bubbles on the mode parameters is the limited range of cavitation numbers for which these dependences are reliable.Purpose. The purpose of this research is to determine the elasticity, volume, and resistance of cavitation bubbles in LRE pumps in the whole range of existence of cavitation bubbles, based on the results of dynamic tests of 26 pumps that differ significantly in purpose, size, and performance.Materials and Methods. The information and analytical method, the methods of the theory of oscillations, the impedance method, and the method of least squares have been used.Results. It has been shown that the experimental values of the elasticity of cavitation bubbles for different pumps generally agree satisfactorily with each other. The dependence of the relative elasticity of cavitation bubbles on the number of cavitation and the flow coefficient has been approximated with the use of the formula that allows describing the cavitation phenomena in pumps in the entire range of existence of cavitation bubbles. Three types of deviations of experimental frequencies of oscillations from the natural frequencies of oscillations of fluid in a hydraulic system with a cavitating pump have been described. The first and second types of deviations are caused by the interaction of the fluid and the structure of the feed pipeline, while the third one is associatedwith developed self-oscillations of cavitation bubbles.Conclusions. Semi-empirical dependences of elasticity, volume, and resistance of cavitation bubbles in LRE pumps on the mode parameters in the entire range of existence of cavitation bubbles have been built. PH “Akademperiodyka” 2023-10-20 Article Article Рецензована стаття Peer-reviewed article application/pdf https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/453 10.15407/scine19.05.071 Science and Innovation; Том 19 № 5 (2023): Science and Innovation; 71-88 Science and Innovation; Vol. 19 No. 5 (2023): Science and Innovation; 71-88 2413-4996 2409-9066 10.15407/scine19.05 en https://scinn-eng.org.ua/ojs/index.php/ni/article/view/453/185 Copyright (c) 2023 Copyright Notice Authors published in the journal “Science and Innovation” agree to the following conditions: Authors retain copyright and grant the journal the right of first publication. Authors may enter into separate, additional contractual agreements for non-exclusive distribution of the version of their work (article) published in the journal “Science and Innovation” (for example, place it in an institutional repository or publish in their book), while confirming its initial publication in the journal “Science and innovation.” Authors are allowed to place their work on the Internet (for example, in institutional repositories or on their website). https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/ |