5.2 Влияние неадибатности процесса на

Теплоотвод на участке сопла (обусловленный охлаждением) приводит к потерям . Коэффициент потерь может быть определен по зависимости:

;

где изменение энтальпии на выходе из сопла, обусловленное отводом тепла, определяется по выражению:

Тогда:

;

.

6 Проектирование и расчет смесеобразования жрд

6.1 Выбор формы, типа и конструктивной схемы смесительной головки

В начале дипломного проекта была окончательно выбрана схема ЖРД с насосной системой подачи топлива, без дожигания генераторного газа и c восстановительным газогенератором. Поэтому выбираем плоскую смесительную головку с двойным дном, так как в нашем случае двигатель без дожигания генераторного газа. Окислитель О_2ж поступает в камеру в жидком газообразном виде, а горючее Керосин в газообразном.

Такая головка имеет простую конструкцию и позволяет достаточно хорошо обеспечить однородность поля скоростей и концентраций топлива по поперечному сечению камеры сгорания.

6.2 Дополнительные устройства, располагаемые на смесительной головке камеры

Поскольку компоненты топлива Керосин и несамовоспламе-няющиеся, то на смесительной головке камеры необходимо установить воспламенительное устройство, обеспечивающее воспламенение топливной смеси в камере в момент запуска двигателя.

Установим два воспламенительных устройства на смесительной головке камеры сгорания.

Так же будет установлен отсечной клапан окислителя.

Другие устройства на смесительной головке располагать не предусматривается.

6.3 Выбор типа форсунок

Двухкомпонентная форсунка является элементарным смесителем и обеспечивает смешение компонентов в требуемом соотношении.

Выбираем для ядра потока двухкомпонентную центробежно-центробежную форсунку с тангенциальным способом получения закрутки потока компонента, с внутренним смешением, так как компоненты топлива Керосин и – несамовоспламеняющиеся.

6.4 Выбор схем расположения форсунок на смесительной головке

Выбираем схему расположения двухкомпонентных форсунок по концентрическим окружностям, так как она является наиболее простой и технологичной.

Шаг между ядерными двухкомпонентными центробежно-центробежными форсунками Н связан с диаметром плоской головки камеры сгорания соотношением:

.

Для цилиндрической камеры сгорания равен диаметру камеры сгорания, который был определен ранее,.

Тогда шаг между осями форсунок:

Внешний диаметр форсунки определяется следующим выражением.

,

.

Окончательно принимаем ,.

На рисунке 7 изобразим схему расположения форсунок с полученными размерами.

Рисунок 7 – Схема расположения форсунок

По этому рисунку определяем число двухкомпонентных форсунок:

.

6.5 Массовые расходы компонента

Зная число форсунок в ядре головки , а также массовые расходы компонентов, можно определить расходы этих компонентов через одну форсунку:

- массовый расход через одну двухкомпонентную форсунку генераторного газа:

,

где - массовый расход генераторного газа через форсунки.

;

-массовый расход окислителя через одну двухкомпонентную форсунку:

,

где - массовый расход окислителя через форсунки.

.

6.6 Расчет двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки

6.6.1 Упрощенный гидравлический расчет наружного контура двухкомпонентной центробежно-центробежной форсунки

Наружный контур двухкомпонентной струйно-центробежной форсунки представляет собой центробежную жидкостную форсунку.

Определим диаметр камеры закручивания , приняв толщину стенки форсунки:

Зададим число входных отверстий и их диаметр.

По рисунку 8 из учебного пособия [3] определим длину входного отверстия .

Отношение находится в пределах, рекомендованных в [3].

Радиус, на котором расположена ось входного отверстия:

В целях упрощения конструкции выберем форсунку открытого типа. Для такой форсунки диаметр сопла .

Oпределим геометрическую характеристику форсунки;

По полученному коэффициенту А, используя график из учебного пособия [3], определим значения коэффициента расхода форсункии угла распыла жидкости.

Зная расход окислителя, определим потребный перепад давления на форсунке:

,

где - плотность окислителя перед форсункой,- площадь сопла форсунки.

Плотность окислителя перед форсункой:

.

Площадь сопла форсунки:

.

Перепад давления на форсунке:

.

Полученный перепад давления на форсунке соответствует выбранному ранее перепаду давления =1 МПа.