3.Определение потребного объема и расчет размеров кс

Цель расчета

Определение потребного объема КС. Определение линейных и поперечных размеров КС.

Общие сведения

За объем камеры сгорания V_КС принимается объем внутренней полости КС от форсуночной головки до критического сечения КС, рис.1.

Потребный объем камеры сгорания V_КС – это объем, при котором обеспечивается полное сгорание топлива за время τ_пр. Величина V_КС может быть найдена двумя способами по приведенной длине L_пр и по времени τ_пр пребывания продуктов сгорания в КС.

Выполнив два расчета V_КС, требуется согласовать параметры τ_пр и L_пр.

Рис.1. Расчетная схема камеры сгорания

Основными линейными размерами КС являются размеры, представленные на схеме, рис.2.

Рис.2. Расчетная схема продольных размеров камеры сгорания

Расчет

Исходные данные

Расход топлива единичной КС ДУ

Давление в камере сгорания ДУ р_к = 6 МПа,

Молекулярный вес продуктов сгорания μ_к = 26,9 кг/моль ,

Температура продуктов сгорания Т_к = 3143 К,

Площадь критики F_кр = 0,022 м²,

Время пребывания продуктов сгорания в КС τ_пр = 1,9∙10^-3 с,

Приведенная длина КС L_пр = 1,2 м,

Диаметр камеры сгорания D_к = 0,292 м,

Диаметр среза сопла D_а = 1,134 м.

Решение

По данным статистики Lпр = 1…3 м, примем Lпр =1,2 м.

Потребный объём КС, используя статистические данные по параметру L_пр

По данным статистики τ_пр = (1…5) ∙ 10^-3 с …3 м, примем τпр =1,9∙10^-3 с.

Потребный объём КС, используя статистические данные по параметру τ_пр

Выбираем потребный объём КС, , из условия: . При этом получено

Принимая, что , уточняем значение параметра

Объём сходящейся части сопла (вход в сопло)

,

где L_вх - длина входа в сопло, d_кр -диаметр критики :

. Объём цилиндрической части камеры сгорания

Длина цилиндрической части камеры сгорания

_{Обычно стремятся получить Lц ≈ Dк , проверим выполнения этого условия Lц ≈ Dк = 0,293 м ≈ 0,292 м} По данным статистики Высота форсуночной головки КС

Продольные размеры камеры сгорания и ДУ

где - длина раструба сопла, была найдена ранее.

Изобразим камеру сгорания с найденными продольными размерами в масштабе 1:10 (рис.3).

Рис.3. Схема камеры сгорания М1:10

4.Проектирование форсуночной головки

Цель работы

Выбрать и построить схему размещения форсунок, расчет ядерных форсунок, расчет периферийных форсунок