РАСЧЁТ И АНАЛИЗ ОБЩЕГО УРОВНЯНАГРЕВА СТВОЛА АРТИЛЛЕРИЙСКОЙ АВТОМАТИЧЕСКОЙ УСТАНОВКИ ПРИ СТРЕЛЬБЕ ОЧЕРЕДЯМИ ВЫСТРЕЛОВ

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 2

Для анализа термонапряженного состояния и термопрочности ствола, оценки его теплового расширения, термостойкости боеприпаса, функционирования гильзы при нагреве и ряда других задач, определяющим фактором является общий уровень нагрева. Иначе говоря, температурное поле в стенке ствола, устанавливающееся к началу очередного выстрела из группы (очереди, серии) выстрелов. В данном случае предельный огневой режим следующий: сначала очередь из семидесяти пяти выстрелов, затем перерыв десять минут, после чего снова очередь из пятидесяти выстрелов и далее двухчасовой перерыв. Таким образом, режим состоит из четырех этапов. Расчет нагрева проводится для второго (наиболее теплонапряжённого) и восьмого (наиболее тонкого) сечений при осредненных параметрах теплоотдачи, значения которых берутся из таблицы средних значений параметров теплообмена в канале ствола файлаRESBAG.RES

Помимо вышеперечисленных параметров исходные данные включают в себя поперечные размеры ствола (внутренний радиус по дну нарезов и наружные радиусы исследуемых сечений), которые рассчитывались при проектировании ствола. Исходные данные заносятся в файл DAN100,DAT

Характеристика

Источник

Сечение №1

Сечение №2

Тип и калибр орудия, мм

ПРИНИМАЕТСЯ ПОРЕЗУЛЬТАТАМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)

КААУ 76,2

СТВОЛ И МАТЕРИАЛ СТВОЛА

Внутренний радиус сечения, м

0,03885

Наружный радиус сечения, м

0,080

0,050

Начальная температура стенки, °С

ТФХ

Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К

33,1

Удельная теплоёмкость, Дж/кг·К

573

Плотность, кг/м³

7800

После запуска ODRA.EXE. результаты вычислений находятся в файле RES100,RES.

Стоит обратить внимание на следующие таблицы из этого файла, представленные ниже:

Для сечения №2

╔═════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Этап 4 Цикл 1║

╠═════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ Порядковый номер шага по времени K= 55 ║

║Bремя в этапе WR= .785004E+04 ║

║Bремя в цикле WK= .720000E+04 ║

╠════════════════════════════╦═══════════════╦════════════════╣

║ Граничные условия ║ изнутри ║ снаружи ║

╠════════════════════════════╬═══════════════╬════════════════╣

║Tемпература поверхности ║ .102722E+03 ║ .101449E+03 ║

║ Плотность теплового потока ║ .000000E+00 ║ .190187E+04 ║

║Kоэффициент теплоотдачи ║ .000000E+00 ║ .220000E+02 ║

║Tемпература газа ║ .000000E+00 ║ .150000E+02 ║

╚════════════════════════════╩═══════════════╩════════════════╝

Для сечения №8

╔═════════════════════════════════════════════════════════════╗

║ Этап 4 Цикл 1║

╠═════════════════════════════════════════════════════════════╣

║ Порядковый номер шага по времени K= 55 ║

║Bремя в этапе WR= .784997E+04 ║

║Bремя в цикле WK= .720000E+04 ║

╠════════════════════════════╦═══════════════╦════════════════╣

║ Граничные условия ║ изнутри ║ снаружи ║

╠════════════════════════════╬═══════════════╬════════════════╣

║Tемпература поверхности ║ .330399E+02 ║ .329710E+02 ║

║ Плотность теплового потока ║ .000000E+00 ║ .395362E+03 ║

║Kоэффициент теплоотдачи ║ .000000E+00 ║ .220000E+02 ║

║Tемпература газа ║ .000000E+00 ║ .150000E+02 ║

╚════════════════════════════╩═══════════════╩════════════════╝

После двухчасового перерыва можно заметить, что во втором сечении (начало калиберной части) ствол охладился приблизительно до 100 . Это говорит о том, что поверхность ствола все еще остается горячей и производить мероприятия по обслуживанию ствола личному составу затруднительно. Необходимо принять соответствующие конструктивные меры по снижению температуры. Так, для исследуемого ствола выходом из сложившейся ситуации является искусственное принудительное охлаждение, например, забортной водой или.

Что же касается восьмого сечения (ближе к дульному срезу), то ствол охладился приблизительно до 33 .

ТЕПЛОВОЕ ПОЛЕ СТЕНКИ СТВОЛА ВО ВРЕМЯ ВЫСТРЕЛА

Зная поперечный размер исследуемого сечения и параметры теплообмена полученные ранее, можно получить тепловое поле стенки канала ствола в этом сечении (в данном случае исследуем тепловое поле сечения №2)

Характеристика			Источник	Сечение начала нарезов
Тип и калибр орудия, мм			ПРИНИМАЕТСЯ ПОРЕЗУЛЬТАТАМ КУРСОВОГО ПРОЕКТА (РАБОТЫ)	КААУ 76,2
СТВОЛ И МАТЕРИАЛ СТВОЛА	Внутренний радиус сечения, м			0,03885
	Наружный радиус сечения, м			0,080
	Начальная температура стенки, °С			15
	ТФХ	Коэффициент теплопроводности, Вт/м·К		33,1
		Удельная теплоёмкость, Дж/кг·К		573
		Плотность, кг/м³		7800

Результаты

Ниже представлен график, который содержит данные о том, как изменяется температура пороховых газов внутри ствола, а также как нагревается внутренняя и наружная поверхности проектируемого ствола

ВЫВОД

Несмотря на то, что был произведен один выстрел и казалось бы негативных последствий не должно быть, но температура в канале ствола, хоть и на короткое время, поднялась почти до 850 , что выше точки Чернова (727 ). Вследствие чего происходит изменение структуры металла. Образующиеся при этом хрупкие соединения в металле негативно сказываются на прочности и износостойкости и ведущей частях ствола.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Диагностика артиллерийский стволов на нагрев является неотъемлемой частью проектирования артиллерийских комплексов в целом. Подобный анализ позволяет заблаговременно не допустить перегрев ствола в опасных сечениях, тем самым существенно повысить такие важные характеристики как живучесть ствола, точность, кучность стрельбы и, как следствие, вероятность поражения цели. Расчеты в данной работе для проектируемого стволапоказали, что для повышения вышеперечисленных параметров необходимо привнести в конструкцию возможность искусственного принудительного охлаждения либо водой, либо пятидесяти процентным раствором этиленгликоля (как например на КААУ АК-630). Такая необходимость связана с тем, что наружная поверхность ствола в первом сечении после двухчасового перерыва остыла до ста градусов, а это не позволяет проводить мероприятия личному составу по обслуживанию ствола и орудия непосредственно.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. А.С.Зайцев, В.Г.Котельников. Расчетная диагоностика теплового состояния артиллерийских стволов при стрельбе: компьютерный лабораторный практикум / Балт. гос. техн. ун–т. – СПб, 2014.– 68 с.

2. А.С.Зайцев. Проектирование артиллерийских стволов: учебное пособие / Балт. гос. техн. ун–т. – СПб, 2007.– 164 с.

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Для расчетной диагностики теплового состояния артиллерийских стволов при стрельбе используется пакет программ численного решения, реализованного на алгоритмическом языке FORTRAN.

2. Исходные данные к расчету помещаются в файлы DANBAG.DAT и DAN100,DAT.

3. Исполнительными программами являются BAGUT.EXE и ODRA.EXE.

4. Результаты записываются в файлы RESBAG.RES и RES100,RES.

Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 580; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 12

Мы поможем в написании ваших работ!