Расчет топлива по составу компонент. Термодинамический расчет., страница 4

 кг/с                              (4.3)

Расход через форсунку горючего:

 кг/с                             (4.4)

1.  Задаем угол распыления и перепад давлений на форсунке. В зависимости от условий работы форсунки выбирают 2α = 30°...120°,  МПа. Наиболее распространенные значения угла 2α находятся в пределах 90°... 120°. Зная угол 2α, по графику [3,с.43] определяем геометрическую характеристику А и коэффициент расхода μ.

2.  Определяем площадь сечения сопла форсунки f_c и d_c, а значит и r_c.

                                                                                            (4.5)

                                           (4.6)

3.  Из конструктивных соображений, учитывая влияние различных параметров на работу форсунки, задаем количество входных отверстий i=3 и «плечо» закрутки  (из принятого отношения ).

Определяем                                                                              (4.7)

4.  Зная , определяем коэффициент трения λ по уравнению (4.8).

                                      (4.8)

                                     (4.9)

где μ – динамическая вязкость.

5.  При известных r_c, R_вх, r_вх, λ определяем эквивалентную геометрическую характеристику центробежной форсунки А_э используя (4.10).

                            (4.10)

6.  Если полученное значение А_э отличается от теоретической характеристики А не более, чем на 5%, то на этом расчет заканчиваем; значения первого приближения принимаем за окончательные и определяем остальные размеры форсунки. Если расхождения большое, то расчет проводим повторно. За основу принимаем полученное значение А_э и определяем новые значения по такому же алгоритму. Выполняем несколько алгоритмов, пока значения не будут различаться менее, чем на 5%.

7.  По полученным при последнем приближении окончательным значениям определяем остальные размеры форсунки:

; ; .              (4.11)

где h - высота камеры закручивания.

Радиус камеры закручивания                                                (4.12)

По приведенному алгоритму рассчитываем параметры для форсунки окислителя.

1.  Выбираем 2α=120°,  Па, тогда А=3,8, μ=0,17.

2.  м².

 м.

3.  м, м.

4.  Динамическая вязкость окислителя HNO₃ μ=7,33*10^-4 Па*с.

5.  Расхождение между А и А_э  составляет

6.  Значение А_э отличается от теоретической характеристики А не более, чем на 5%, поэтому на этом расчет заканчиваем.

7.  м,             м.

Рассчитываем параметры для форсунки горючего.

1.  Выбираем 2α=120°,  Па, тогда А=3,8, μ=0,17.

2.  м².

 м.

3.  м, м.

4.  Динамическая вязкость горючего керосин μ=0,51*10^-3 Па*с.

5.  Расхождение между А и А_э  составляет

6.  Значение А_э отличается от теоретической характеристики А не более, чем на 5%, поэтому на этом расчет заканчиваем.

7.  м,                 м.

5  Расчет проточного охлаждения

При выборе охладителя необходимо принимать во внимание, что охладитель должен обладать большой тепловосприимчивостью и слабым коррозионным воздействием на конструкционные материалы.

При проектировании охлаждающего тракта материалы оболочек камеры необходимо выбирать с учетом их коррозионной активности. Так, для азотно-кислотных окислителей рекомендуются алюминиевые сплавы и нержавеющие стали. Для горючих (керосин, НДМГ, тонка, гидразин) применяют медные, никелевые и титановые сплавы. Для перекиси водорода нельзя применять медные сплавы и сплавы, содержащие марганец (они являются катализаторами разложения Н₂0).

В случае применения в качестве охладителей криогенных компонентов выбирают медные сплавы и стали, легированные хромом, так как они имеют высокую пластичность, высокую ударную вязкость и не охрупчиваются при низких температурах.