4.4 Определение объёма камеры сгорания двигателя

V_k = V_ц + V_c - объём камеры

V_ц - объём цилиндрической части камеры

V_c - объём сужающейся части камеры

Объём камеры сгорания двигателя рассчитывается по уравнению:

V_k = L_пр · F_*

а) выбор значения приведённой длины камеры - L_пр

Прототипом проектируемого двигателя является ЖРД с дожиганием, поэтому приведённая длина камеры L_пр =1,25м

б) объём камеры сгорания

V_k = L_пр · F_*= 1,25 · 0,0409 = 0,0511 м³

в) время пребывания топлива в камере – τ

=0,0015c ,

где R, T_k, p_k, - параметры продуктов сгорания топлива в камере.

Значение τ лежит в допустимом диапазоне изменения указанной величины, τ = (0,0015…0,0030)с.

5. Профилирование сопла

5.1. Профилирование сужающейся части сопла

Уравнение параболы для сужающейся части сопла

L = A_c ·

Исходными данными для определения А_с и n_с являются:

- радиус критического сечения сопла – = 0,114 м;

- радиус цилиндрической части камеры – = 0,165 м;

- угол касательной в месте соединения параболы с расширяющейся частью сопла – β₂ = 60⁰;

- угол касательной в месте соединения параболы с цилиндрической частью камеры – β₁ = 85⁰;

tgβ₁ = 11,43;

tgβ₂ = 1,73;

n_c = 6,109

А_с = 18564,21

Уравнение параболы для сужающейся части сопла

L_i = 18564,21 ·

ri	0,114	0,124	0,134	0,144	0,154	0,165
Li	0,032	0,054	0,086	0,134	0,202	0,308

Длина сужающейся части сопла

L_c = L_k – L_c* = 0,308 –0,032 = 0,276 м

5.2. Протяженность цилиндрической части камеры сгорания

а) Объём сужающейся части сопла

б) Объём цилиндрической части камеры

V_ц = V_k – V_c = 0,0511 – 0,0171 = 0,034 м³

в) Протяжность цилиндрической части камеры

5.3 Профилирование расширяющейся части сопла

Исходные данные:

- радиус критического сечения сопла – = 0,114 м;

- радиус среза сопла – = 1,142 м;

- угол касательной в критическом сечении – β₃ = 60⁰;

- угол касательной на срезе сопла – β₄ = 75⁰;

tgβ₃ = 1,73;

tgβ₄ = 3,73;

n_р = 1,333

А_р = 2,677

Уравнение параболы для сужающейся части сопла

L_i = 2,677·

ri	0,114	0,139	0,164	0,189	0,214	0,239	0,264	0,289	1,142
Li	0,148	0,193	0,240	0,290	0,343	0,397	0,453	0,512	3,197

Длина расширяющейся части сопла

L_р = L_а – L_р* = 3,197 –0,148 = 3,048 м

5.4. Построение газодинамического профиля камеры ЖРД

Газодинамический профиль камеры ЖРД строится на основании ранее рассчитанных основных линейных размеров и принятых значений углов β, определяющих параметры сопла.

На изображении газодинамического профиля указываются конкретные размеры, полученные в результате расчетов.

6. Расчёт значений массовых секундных расходов компонентов по участкам магистралей горючего, окислителя и генераторного газа

6.1. Вычисление массовых секундных расходов горючего и окислителя

где: – массовый секундный расход горючего;

– массовый секундный расход окислителя;

K₁ – коэффициент соотношения компонентов топлива.

6.2. Определение массового расхода топлива в пристеночном слое

где: – относительный и массовый секундные расходы топлива

через периферийные форсунки, соответственно;

– относительный и массовый секундные расходы

топлива через пояса завес, соответственно;

_{значения} – определяются по номограмме;

6.3. Определение коэффициента соотношения компонентов топлива в газогенераторе К_1,ГГ

Из таблицы для топлива О_2,ж+ Н_2,ж:

_6.4. Определение величины массового секундного расхода компонентов через ГГ,

В данной схеме окислитель направляется в смесительную головку камеры. Тогда:

6.5. Массовые секундные расходы горючего и окислителя через головку камеры