8.1. Расчёт двухкомпонентной газожидкостной форсунки с внутренним смешением.

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

1) Из известной формулы для определения скорости газового потока

определяется степень расширения газа в форсунке

где: и — показатель политропы и «работоспособность» газогенераторного газа, находятся по температуре газа перед форсунками .

2) Давление газа перед форсунками

3) Перепад давления на газовой форсунке

4) Плотность газа перед форсунками

5) Диаметр газовой форсунки,

где - коэффициент расхода; - величина фаски;

6) Диаметр отверстия для подачи жидкости

где — коэффициент расхода;

— количество отверстий для подачи жидкости.

Толщину форсунки определяем из протяженности отверстия струйной жидкостной форсунки по условию . Угол между осями жидкостной и газовой форсунками составляет . Толщина стенки равна . Расстояние между огневым днищем и местом ввода жидкого компонента в газовую форсунку . Высота форсунки определяется расстоянием между средним и огневым днищами смесительной головки камеры и составляет .

7) Диаметр периферийной форсунки

где - коэффициент расхода; - величина фаски;

9. Проектировочный расчет системы охлаждения камеры сгорания

Эффективность системы охлаждения камер ЖРД во многом определяет надежность и экономичность двигателя. Создание надежной системы охлаждения является сложной задачей. Так как температура сгорания значительно превышает температуру плавления материалов, системы охлаждения выполняются комбинированными, состоящими из наружного (проточного) и внутреннего (завесного) охлаждения.

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

Тепло, передаваемое охладителю, как правило – горючему, несущественно влияет на удельный импульс тяги, т.к. оно почти полностью возвращается в камеру. Подогрев охладителя существенно влияет на величину плотности теплового потока. Поэтому для уменьшения подогрева охладителя в камере сгорания применяется ряд конструктивных мер.

1. Так как примерно 2/3 подогрева охладителя имеет место в расширяющейся части сопла, то его внутренняя оболочка выполняется из материала с низким значением коэффициента теплопроводности – ВТ-1, а распределительный коллектор охладителя устанавливается вблизи среза сопла.

2. Из-за больших значений тепловых потоков огневая оболочка цилиндрической и сужающейся частей камеры выполняется из сплава БрХ-08, а для уменьшения подогрева охладителя их внутренняя поверхность покрывается напылением двуокиси циркония Zr₂O толщиной 0,3 мм.

3. Внутреннее охлаждение осуществляется при помощи поясов завес.

1. Тепловой поток, передаваемый охладителю

– в расширяющейся части сопла

– в сужающейся части сопла

– в цилиндрической части камеры ЖРД

2. Суммарный тепловой поток, сообщаемый охладителю

=110325

_где – удельная массовая теплоемкость горючего (водорода).

3. Принимая значение подогрева охладителя определяем плотность теплового потока в критическом сечении сопла

4) Плотность теплового потока

– в цилиндрической части камеры и на срезе сопла

5)Распределение плотности теплового потока по длине камеры ЖРД

	Цилиндри ческая	Сужающаяся				Критическая	расширяющаяся
r	0,165	0,154	0,144	0,134	0,124	0,114	0,139	0,164	0,189	0,214	0,239	0,264	0,289	1,142
	7,020	7,784	8,608	9,589	10,771	12,216	8,221	5,907	4,449	3,471	2,783	2,281	1,903	0,122

6) Подогрев охладителя

– в расширяющейся части сопла

– в сужающейся части сопла

– в цилиндрической части камеры ЖРД