2. Расчет двухкомпонентной газожидкостной форсунки с внутренним смешением компонентов топлива

Исходными данными для расчета двухкомпонентной газожидкостной форсунки с внутренним смешением компонентов топлива являются следующие величины:

• секундный расход газа через форсунку

• секундный расход жидкости через форсунку

• скорость газа в канале форсунки

• скорость жидкости на входе в газовую форсунку

• плотность жидкого компонента

• давление в камере сгорания

Проводится расчет двухкомпонентной газожидкостной форсунки с внутренним смешением компонентов топлива.

1. Из известной формулы для определения скорости газового потока

определяется степень расширения газа в форсунке

где – давление газа перед форсунками;

и – показатель политропы и «работоспособность» газогенераторного газа, определяемые по температуре газа перед форсунками

Тогда степень расширения газа в форсунке

2. Определяется давление газа перед форсунками

3. Определяется перепад давления на газовой форсунке

4. Рассчитывается плотность газа перед форсунками

5. Определяется диаметр газовой форсунки

где – коэффициент расхода. Он определяется величиной фаски причем Тогда

6. Определяется диаметр отверстия

где – количество отверстий для подачи жидкости;

– коэффициент расхода. Тогда

7. Остальные размеры форсунки определяются из конструктивных соображений.

Протяженность отверстий струйной жидкостной форсунки , определяющая толщину стенки, выбирается из условия Тогда

Угол между осями жидкостной и газовой форсунками

Место ввода жидкого компонента в газовую форсунку располагается по возможности ближе к огневому днищу

Высота форсунки определяется расстоянием между средним и огневым днищами смесительной головки камеры и составляет

9. Проектировочный расчет системы охлаждения камеры сгорания

Эффективность системы охладителя камер ЖРД во многом определяет надежность и экономичность двигателя. Расчет проводится по упрощенной методике, в основе которой принят характер изменения плотности теплового потока по длине камеры, установленный по результатам анализа проверочных расчетов ЖРД.

Цель расчета состоит в определении:

• плотности теплового потока в критическом сечении и ее изменения по длине камеры;

• подогрева охладителя в расширяющейся, сужающейся и цилиндрической частях камеры ЖРД;

• параметров оребрения в критическом сечении;

• температуры огневой стенки со стороны охладителя;

• параметров поясов завес.

1. Определение распределения плотности теплового потока и подогревов охладителя по длине камеры жрд

1. Исходными данными для определения количества тепла, сообщенного охладителю в расширяющейся части сопла, являются:

• закон изменения плотности теплового потока по длине расширяющейся части сопла

где – плотность теплового потока в критическом сечении,

– текущее значение плотности теплового потока по длине камеры,

– радиусы критического и текущего сечения камеры;

• уравнение контура расширяющейся части сопла

• значения радиусов критического сечения и среза сопла соответственно

• удельная массовая теплоемкость охладителя

• расход охладителя

Тогда элементарное количество тепла, передаваемой охладителю в расширяющейся части сопла

Кроме того

где – подогрев охладителя в расширяющейся части сопла.

Исходными данными для определения количества тепла, сообщенного охладителю в сужающейся части сопла, являются:

• закон изменения плотности теплового потока по длине сужающейся части сопла

• уравнение контура сужающейся части сопла

• значение радиуса камеры ЖРД

Тогда элементарное количество тепла, передаваемой охладителю в сужающейся части сопла

Кроме того

где – подогрев охладителя в сужающейся части сопла.

Исходными данными для определения количества тепла, сообщенного охладителю в цилиндрической части камеры, являются:

• закон изменения плотности теплового потока по длине цилиндрической части камеры

• длина цилиндрической части камеры

Тогда элементарное количество тепла, передаваемой охладителю в цилиндрической части камеры

Кроме того

где – подогрев охладителя в цилиндрической части камеры.

2. Тогда суммарное количество тепла, сообщаемое охладителю равно

Кроме того

3. Принимая значение подогрева охладителя равным

Определяется плотность теплового потока в критическом сечении

4. Определяется плотность теплового потока в цилиндрической части камеры и на срезе сопла соответственно

5. По значениям теплового потока , рассчитываемым по формулам

• для цилиндрической части камеры и сужающейся части сопла

• для расширяющейся части сопла

для рассматриваемых сечений строится зависимость

Для цилиндрической части камеры

Для сужающейся части сопла

• при

• при

• при

• при

Для критического сечения сопла

Для расширяющейся части сопла

• при

• при

• при

• при

Параметры	Цилиндри-ческая часть камеры	Сужающаяся часть сопла				Крити-ческое сечение сопла		Расширяющаяся часть сопла
	167	157	147	137	127		116		294	471	649	827	1004
	11,1	12,2	13,5	15,1	17,0		19,3		3,0	1,2	0,6	0,4	0,3

6. Рассчитываются подогревы охладителя

• в расширяющейся части сопла

• в сужающейся части сопла

• в цилиндрической части камеры