Общие сведения

Размещение форсунок на форсуночной головке должно способствовать выполнению основных требований, предъявляемых к смесеобразованию, обеспечивая при этом надежность и технологичность конструкции КС. А именно:

наиболее равномерное распределение по сечению КС форсунок;
возможно меньшая склонность к возникновению неустойчивого горения в КС;
защита стенок КС от прогара;
защита стенок КС от воздействия высоких тепловых потоков, идущих от фронта пламени.

В двигателях, работающих на однокомпонентных форсунках, для хорошего смесеобразования необходимо равномерное чередование форсунок горючего и окислителя. Можно выделить следующие схемы расположения форсунок (рис.1.):

шахматное расположение;
сотовое расположение;
концентрическое расположение.

Рис.1. Схемы размещения форсунок на ФГ:

а) - шахматное; б) – сотовое; в) – концентрическое

Для обеспечения условий, наименее способствующих возникновению неустойчивого горения, форсунки иногда размещают в порядке, представляющем собой различные комбинации

приведенных выше схем расположения форсунок. Для защиты стенок КС от прогара создается защитный пристеночный слой, обогащенный горючим и имеющий вследствие этого более низкую температуру, чем ядро потока. Периферийные форсунки горючего обычно делаются более дальнобойными и с меньшим расходом, чем ядерные форсунки.

В случае выполнения форсунок в виде отдельных конструктивны узлов наиболее распространенным способом крепления является пайка; находят применение так же резьбовые соединения и развальцовка.

Основное требование к форсункам – обеспечить по возможности более тонкий и однородный распыл топлива в КС при достаточно малом перепаде давлений на форсунке.

В данной работе будем проектировать центробежные форсунки. Расчетные схемы открытой и закрытой однокомпонентных центробежных форсунок приведены на рисунках 2, 3.

Центробежной называется форсунка, в которой искусственно создается закрутка подаваемой через нее жидкости. После выхода жидкости из сопла форсунки под действием центробежных сил образуется тонкая конусная пелена компонента, которая быстро распадается на капли.

Рис.2. Открытый тип Рис.3. Закрытый тип

Осуществляем выбор размещения центробежных однокомпонентных форсунок для ядра ФГ – сотовое. В пристеночном слое КС схема размещения форсунок по концентрическим окружностям для обеспечения равномерного по составу и толщине пристеночного слоя.

Исходные данные

Топливо (27% АТ + 73% АК) + Тонка 250;

Коэффициент динамической вязкости окислителя η_ок = 0,75∙10^-3 Н∙с/м²;

Коэффициент динамической вязкости горючего η_г = 0,32∙10^-3 Н∙с/м²;

Плотность окислителя ρ_ок = 1493 кг/м³;

Плотность горючего ρ_г = 847 кг/м³;

Диаметр камеры сгорания Dк = 0,292 м;

Шаг между форсунками S_ф = 12∙10^-3 м;

Наружный диаметр корпуса форсунки D_ф = 8 ∙10^-3м;

Расход окислителя в ядре m_ок.я = 49,426 кг/с;

Расход горючего в ядре m_г.я = 21,323 кг/с;

Расход окислителя в пристеночном слое m_ок.пс = 9,495 кг/с;