Расчет топлива по составу компонент. Термодинамический расчет., страница 3

Длина входной части сопла                                                      (3.10)

              (3.11)

                       (3.12)

           (3.13)

Длина цилиндрической части камеры сгорания:

                          м.                (3.14)

Объем входной части сопла:

                                                      (3.15)

Диаметр выходного сечения сопла м (из термодинамического расчета).

Для построения контура сопла по известным двум параметрам из четырех с помощью графика [3,с.74] определяют другие два. Значение выбираем из возможного диапазона. , , . Откуда м.

Входную часть сопла обычно выполняют по двум сопряженным радиусам  и .

Используя найденные геометрические параметры камеры сгорания и сверхзвуковой части сопла, выполняем построение газодинамического профиля камеры (рис.3.1).

4  Расчет форсунок

Рассмотрим центробежные тангенциальные однокомпонентные форсунки.

В центробежной форсунке жидкость перед выходом из нее приобретает интенсивное закручивание (вращение). При выходе из форсунки жидкость под действием центробежных сил образует утончающуюся пленку в форме полого конуса. Под действием центробежных, аэродинамических сил трения и поперечных колебаний пленка теряет устойчивость и распадается на капли, но вблизи сопла всегда имеется участок нераспавшейся пленки. Основные силы, обеспечивающие распыл, - центробежные.

Из-за наличия закрутки жидкость движется не по всему сечению сопла, а по кольцевому каналу, внутри которого находится газовый «вихрь» (рис. 4.1).

Рисунок 4.1

Центробежные форсунки обеспечивают высокое качество распыла, в том числе вязких жидкостей с большим поверхностным натяжением при относительно малых перепадах давления. Применяются они в основном для распыла жидких компонентов, так как центробежный эффект для газа оказывается значительно слабее, поэтому ее применение может быть не оправдано из-за усложнения конструкции форсунки и снижения ее расходонапряженности.

По способу получения закрутки потока компонента центробежные форсунки разделяют на тангенциальные, форсунки с завихрителем или шнековые.

В центробежной тангенциальной однокомпонентной форсунке (рис. 4.2) жидкость поступает в полость форсунки через одно или несколько входных отверстий, оси которых перпендикулярны к оси форсунки, но не пересекаются с ней. Иногда отверстия выполняют под острым углом β к оси форсунки. В результате жидкость получает закрутку.

Рисунок 4.2

Конструктивно форсунка состоит из корпуса 3 и донышка 4, которое завальцовано в корпусе. На рис. 4.2 слева от оси показана верхняя часть форсунки до завальцовки, а справа - после завальцовки.

В двигателях, работающих на однокомпонентных форсунках, для обеспечения хорошего смесеобразования необходимы равномерные чередования форсунок горючего и окислителя. Известны основные схемы расположения форсунок горючего и окислителя на головке двигателя: шахматное, сотовое, круговое, групповое.

Сотовое расположение, при котором каждая форсунка горючего окружена группой окислительных форсунок. Соотношение компонентов, вычисленное для одного выделенного участка форсунок (одна форсунка горючего и шесть форсунок окислителя),

                          (4.1)

Отсюда следует, что соотношение между расходами форсунок горючего и окислителя равно

                                        (4.2)

т.е. разница в расходах форсунок окислителя и горючего меньше, чем при шахматном расположении, что обеспечивает лучшее распыливание и смешивание компонентов топлива.

Определим количество форсунок горючего и окислителя при сотовом расположении (рис.4.3).

Рисунок 4.3. Расположение форсунок

Тогда расход через форсунку окислителя: