4. Расчет форсуночной головки

Рис. 4. Форсуночная головка

Выбираем тип форсунок горючего и окислителя – центробежные в ядре и струйные в пристеночном слое. В пристеночном слое только форсунки горючего.

Действительный расход топлива

Перепад давления

Примем

Действительное соотношение компонентов

Число форсунок горючего в ядре

Число форсунок окислителя

Число форсунок горючего в пристеночном слое

Задаемся углом распыливания для всех форсунок

По графику рис. 5 определяем геометрическую характеристику А и коэффициент расхода μ, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения по сравнению с теоретической.

Рис. 5

А = 2.5, μ = 0,6.

Расход горючего:

Расход окислителя:

Расход горючего через форсунки пристеночного слоя:

Расход горючего через форсунки ядра:

1. 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 4%, 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:

Рис. 6. Чертеж форсунки горючего

2. 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

Примем

Определим коэффициент трения .

Значение отличается от на 2,4%, 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:

3. Проверка

Расстояние между форсунками должно быть не менее 2 мм. Расстояние между осями форсунок – 12 мм. Самый большой диаметр форсунок у форсунок окислителя. Получаем:

Вывод: размеры форсунок удовлетворяют условию

5. Расчет охлаждения жрд

   1. 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	0,267	0,29	0,33	0,36	0,375	0,38	0,385
D, м	0,267	0,267	0,248	0,202	0,194	0,19	0,188	0,192
D’	1,42	1,42	1,32	1,07	1,03	1,01	1	1,02
x, м	0,4	0,46	0,54	0,7	0,961	1,24	1,542
D, м	0,202	0,268	0,36	0,516	0,724	0,89	1,014
D’	1,07	1,43	1,91	2,74	3,85	4,73	5,39