Расчет форсунок горючего ядра



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Расчет форсунок горючего ядра



Плотность горючего

Динамическая вязкость

Расход горючего через одну форсунку горючего ядра:

Теоретическая скорость выхода несжимаемой жидкости

 

Расход жидкости через форсунку

– площадь сопла форсунки в м2.

Диаметр сопла форсунки:

Примем

Принимаем Тогда

Определим коэффициент трения .

Значение отличается от на 0,18%, что находится в допустимых пределах. Поэтому считаем определенные в первом приближении значения окончательными.

Определим остальные размеры форсунки:

Радиус камеры загрузки

Высота форсунки Примем

Диаметр форсунки:

Масштаб 4:1

Рис. 6. Чертеж форсунки горючего

Расчет форсунок окислителя

Плотность окислителя

Динамическая вязкость

Расход горючего через одну форсунку окислителя:

Теоретическая скорость выхода несжимаемой жидкости

Расход жидкости через форсунку

– площадь сопла форсунки в м2.

Диаметр сопла форсунки:

Примем

Принимаем Тогда

Определим коэффициент трения .

Значение отличается от на 3,5%, что находится в допустимых пределах. Поэтому считаем определенные в первом приближении значения окончательными.

Определим остальные размеры форсунки:

Радиус камеры загрузки

Высота форсунки Примем

Диаметр форсунки:

Расчет форсунок горючего пристеночного слоя

Плотность горючего

Расход горючего через одну форсунку горючего ядра:

Теоретическая скорость выхода несжимаемой жидкости

Расход жидкости через форсунку

– площадь сопла форсунки в м2.

Примем , т.к. в таком случае скорость по узкому сечению выше, а струя сужается, что целесообразно для пристеночного слоя.

Соответственно

Диаметр сопла форсунки:

Проверка

Расстояние между форсунками должно быть не менее 2 мм. Расстояние между осями форсунок – 16 мм. Самый большой диаметр форсунок у форсунок окислителя. Получаем:

Вывод: размеры форсунок удовлетворяют условию

Расчет охлаждения ЖРД

Исходные данные к расчету

– диаметр критического сечения;

– давление в камере сгорания;

– температура в камере сгорания;

– скорость потока в критическом сечении;

скорость потока на срезе сопла;

– плотность хладогента;

удельная теплоемкость хладогента;

скорость хладогента в критическом сечении;

массовый расход хладогента;

температура входа в рубашку охлаждения;

число Прандтля;

показатель изоэнтропы.

Материал камеры – бронза хромистая БрХО.

Для расчета охлаждения разобьем камеру двигателя на 15 участков. Более мелкие участки ближе к критическому сечению. Камеру сгорания для удобства принимаем за один участок. Разбиение на участки следующее:

Данное разбиение обусловлено удобством при дальнейших расчетах:

· представлены критическое сечение, срез сопла;

· представлены сечения, в дальнейшем используемые при расчеты лучистых потоков.

Приведенный диаметр камеры двигателя для участков:

Таблица 1

x, м 0,46 0,59 0,69 0,72 0,75 0,775 0,8
D, м 0,46 0,46 0,403 0,264 0,239 0,244 0,22 0,232
D’ 2,091 2,091 1,832 1,2 1,086 1,018 1,055
x, м 0,83 0,87 0,95 1,07 1,2 1,4 1,625  
D, м 0,273 0,33 0,422 0,55 0,67 0,823 0,95  
D’ 1,241 1,5 1,918 2,5 3,045 3,741 4,318  

 

Определение температуры газовой стенки

Температуру газовой стенки строим интерполяцией значений температуры горячей стенки в первом приближении для используемого материала.

В качестве исходных данных принимаем следующие значения для материала БрХО:

в камере сгорания

в критическом сечении

на срезе сопла

 

Рис. 7

Таблица 2

x, м 0,46 0,59 0,69 0,72 0,75 0,775 0,8
Tст.г.I, К 659,355 676,129 689,032 692,903 696,774 694,118
x, м 0,83 0,87 0,95 1,07 1,2 1,4 1,625  
Tст.г.I, К 687,059 677,647 658,824 630,588 552,941  

Приведенную температуру горячей стенки получаем по формуле:

Таблица 3

x, м 0,46 0,59 0,69 0,72 0,75 0,775 0,8
T’ст. 0,173 0,19 0,195 0,199 0,2 0,201 0,202 0,2
x, м 0,83 0,87 0,95 1,07 1,2 1,4 1,625  
T’ст. 0,198 0,195 0,19 0,182 0,173 0,159 0,144  

 

Интерполяция функции S продуктов сгорания топлива

Определяем величину которая зависит от рода топлива, соотношения компонентов и температуры газовой стенки. Значения получим путем интерполяции номограммы . Так как для охлаждения камеры сгорания используется пристеночный слой, то значения для будут зависеть от , где . Таким образом .

Таблица 4

Tст.г  
S 1,3 0,8 0,6 0,37 0,2  

 

Рис. 8

Таблица 5

Tст.г.I, К 659,355 676,129 689,032 692,903 696,774 694,118
S 1,15 1,061 1,036 1,016 1,011 1,05 1,009
Tст.г.I, К 687,059 677,647 658,824 630,588 552,941  
S 1,019 1,034 1,062 1,104 1,15 1,221 1,3  

 

 

Интерполяция коэффициента B

Проведем расчет комплекса и по заданным значениям из таблицы используем интерполяцию.

Таблица 6

T’ст. 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
B 0,008454 0,008484 0,008533 0,008594 0,008667 0,008746 0,008837

Рис. 9

Таблица 7

T’ст 0,173 0,19 0,195 0,199 0,2 0,201 0,202 0,2
B 0,008479 0,008482 0,008483 0,008484 0,008484 0,008484 0,008485 0,008484
T’ст 0,198 0,195 0,19 0,182 0,173 0,159 0,144  
B 0,008484 0,008483 0,008482 0,00848 0,008479 0,008476 0,008473  

 

Интерполяция скорости продуктов сгорания

Рис. 10

Таблица 8

x, м 0,46 0,59 0,69 0,72 0,75 0,775 0,8
w, м/с 664,184 851,891 996,28 1039,596 1082,913 1119,01 1173,75
x, м 0,83 0,87 0,95 1,07 1,2 1,4 1,625  
w, м/с 1239,438 1327,022 1502,19 1764,942 2049,59 2487,51 2980,17  

Расчет конвективных потоков

камеры двигателя.

Таблица 9

D’ 2,091 2,091 1,832 1,2 1,086 1,018 1,055
0,999872 0,99872 0,9977 0,9851 0,974 0,956 0,93458 0,8848
D’ 1,241 1,5 1,918 2,5 3,045 3,741 4,318  
0,8195 0,763 0,7 0,642 0,603 0,5673 0,541  

 

Рис. 11

Рассчитываем конвективные потоки по формуле:

Рис. 12

Таблица 10

x, м 0,46 0,59 0,69 0,72 0,75 0,775 0,8
, Вт/м2 7,382 6,813 8,455 17,692 20,845 22,891 23,014 19,953
x, м 0,83 0,87 0,95 1,07 1,2 1,4 1,625  
, Вт/м2 13,887 9,282 5,591 3,2292 2,248 1,543 1,207  

Расчет лучистых потоков

Определяем распределение лучистых тепловых потоков по длине камеры сгорания и сопла.

Расчеты лучистых тепловых потоков сложны и ресурсозатратны. Во входной части сопла происходит резкое падение значений , и в закритической части они по сравнениo со значениями в камере сгорания пренебрежимо малы. Поэтому при расчете лучистых тепловых потоков нет смысла определять для каждого сечения камеры сгорания и сопла, а найдя значения в камере сгорания, можно с достаточной степенью использовать приближенные формулы расчета, основанные на экспериментальных данных.

части сопла при диаметре поперечного сечения сопла

части сопла при диаметре поперечного сечения сопла

Рис. 13



Последнее изменение этой страницы: 2016-04-07; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.122.9 (0.015 с.)