基于真实热力学过程分析的气动弹射性能研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第24期机械工程学报Vb1．49NO．242013年l2月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGDec．2O13DoI：1O．3901／JME．2013．24．167基于真实热力学过程分析的气动弹射性能研究木杨风波马大为朱忠领乐贵高(南京理工大学机械工程学院南京210094)摘要：在高压气动热力学过程中，压力远大于临界压力、温度远偏离对应的玻义耳温度，基于理想气体的热力学参数失去真实性，气动性能的品质就无法保证。针对高压空气弹射发射系统，基于对应

2、态方程和改进的维里方程，建立气动方程组，进行真实的动态热力学研究。推导高压空气的余函数的解析表达式，获得温度、压力大幅度变化条件下的真实热物性质参数。利用余函数对动态过程中热物参数的不确定性进行反馈补偿，数值求解气动方程组。对比的数值结果表明，弹射过程余比焓的值偏高，工质状态远远偏离理想气体；弹射过程工质压缩性强，最大压缩因子达1．1013；真实气体效应增加高压室中压力、温度下降的速率，降低低压室压力、温度上升的速率；高压空气真实的做功能力偏低，但过载平稳。关键词：工程热物理导弹弹射系统对应态维里方程余函数内弹

3、道中图分类号：TK121PneumaticCatapultPerformanceResearchBasedontheTrueThermodynamicProcessAnalysisYANGFengboMADaweiZHUZhonglingLEGuigao(SchoolofMechanicalEngineering，NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing210094)Abstract：Inthehigh-pressurepneumaticthermodyna

4、micprocess，thepressureismuchlargerthanthecriticalpressure，andthetemperaturedeviatesfromtheBoyletemperatureseriously,thethermodynamicparametersarenotauthenticityunderidealgasassumption，SOpneumaticperformanceofthequalityCallnotbeguaranteed．Inviewofthis，thepneu

5、maticequationsareestabalisedonthebasisofmodifiedcorrespondingstateequationandimprovedvirialequationforthehigh-pressureaircatapultlaunchsystem，andtherealdynamicthermodynamicprocessesareanalyzed．Thespecificresidualthermodynamicparametersofhighpressureairarepre

6、sented，therealthermalphysicalpropertyparametersarealsoobtainedunderthewidevariationconditionsoftemperatureandpressure．Theresidualfunctionsareappliedtocompensatetheuncertaintiesofthermalphysicalpropertyparameters，numericalexperimentsareperformed．Thecomparison

7、ofthenumericalresultsshowthatthevalueofresidualenthalpyishigh，thestateofworkingfluiddeviatesfromidealgas；thecompressibilityofworkingfluidisstrong，thecompressionfactorreaches1．1013；therealgasefectacceleratesthepressureandtemperaturedecreasingratesinthehyperba

8、ricpressurechamber,anddeceleratestheincreasingratesinthelowpressurechamber；therealworkcapabilityofhyperbaricairislowerthanthatofidealgas，theoverloadissteady．Keywords：EngineeringthermalphysicsMis