3. Определение размеров камеры сгорания.
Наиболее распространённой формой К.С. является цилиндрическая. Объём камеры должен быть достаточным для возможно полного завершения процесса смесеобразования и сгорания компонентов топлива.
Для реализации процессов распыла, испарения, смешения и сгорания топлива необходимо определённое время, которое определяется размерами К.С.
Время пребывания должно быть равным времени необходимым для завершения элементарных процессов в К.С.
Для
топлива НДМГ + АТ время пребывания в
К.С. принимается равным
.
Площадь и диаметр К.С. определяется на основе расходонапряжённости:
(2.38)
По экспериментальным данным:
,
(2.38а)
тогда
и
Диаметр К.С. определяется по формуле:
,
(2.39)
Длина цилиндрической части камеры равна:
(2.40)
где:
- угол входа в сопло
,
(2.40а)
(2.40б)
Относительный диаметр цилиндрической части равен:
(2.40в)
Площадь критического сечения определяется:
(2.41)
отсюда диаметр критического сечения равен:
(2.41а)
Площадь выходного сечения сопла камеры определяется по степени расширения сопла .
,
(2.42)
тогда диаметр выходного сечения сопла равен:
(2.42а)
3.1 Профилирование сверхзвуковой части сопла и выбор профиля для входной части.
Задача профилирования сопла состоит в том, чтобы определить такой контур стенок, при котором удовлетворялись бы следующие требования:
1) сопло должно иметь возможность меньше потерь тяги, т.е. возможно больше значение коэффициента сопла ;
2) поверхность стенок сопла при заданных и должно быть минимальной;
3) конструкция и технология изготовления сопла должны быть по возможности простыми.
Задача
профилирования сопла, при котором газ
разлагается до заданной скорости без
образования скачков уплотнения, а
движение потока направляется под
определённым углом
.
Исходные данные для расчёта сверхзвуковой части сопла приведены в табл. 2.5
Таблица 2.5(4)
Параметры |
Обозначение |
Единицы измерения |
Значения |
Степень расширения газов |
|
- |
750 |
Диаметр критического сечения |
|
|
0,1493 |
Диаметр среза сопла |
|
|
1,2264 |
Показатель изонтропы истечения |
æ |
- |
1,136 |
Показатель адиабаты |
|
- |
1,225 |
Профиль сопла проектируется таким образом, чтобы обеспечить максимальный КПД.
Расчёт и профилирование сопла производится по методике основанной на решении задачи по обтеканию идеальным газом угловой точки в критическом сечении сопла /10/.
Сопло
профилируется промежуточной линией
тока
.
Безразмерная координата профиля равна:
(2.43)
Число Маха в исходном сечении определяется из соотношения:
(2.44)
Из
работы по
и
находится
,
по величине которого определяется
(2.44)
Величину
безразмерного расхода
рассчитывают по формуле:
(2.45)
Из
таблиц работы /10/ по
и
находят значения
и
.
Ближайшее
табличное значение
,
соответствующее ему
.
Приняв их за окончательные значения
для среза сопла, получено:
,
отсюда
(2.46)
по табличному уточняется :
(2.46а)
Из
таблиц работы /10/ выбираются значения
и соответствующие им значения
до
,
и по формулам (2.46) и (2.46а) определяют
и
.
Результаты сводят в таблицу.
Входная дозвуковая часть сопла характеризуется плавными переходами, которые позволяют обеспечить минимальные потери и безотрывное течение газа в сужающемся сопле.
Геометрические обводы входной части приняты равными:
а)
радиусу скругления при переходе
цилиндрической части к выходной части
сопла
и
;
б)
радиус очертания образующей входной
части сопла в районе критического
сечения
и
;
в)
угол конусности входной части
и
;
г)
длина входной части сопла определена
исходя из геометрических очертаний и
удобного сопряжения радиусов
и
.
Результаты расчётов по профилированию сопла приведены в табл. 2.6 и 2.7.
Расчётные данные сверхзвуковой части сопла.
Таблица 2.6(6)
|
|
|
|
0,2206 |
0,9819 |
0,01771 |
0,157 |
0,2299 |
0,9868 |
0,01845 |
0,158 |
0,3443 |
1,048 |
0,02764 |
0,168 |
0,5512 |
1,165 |
0,04424 |
0,186 |
0,7554 |
1,284 |
0,06064 |
0,205 |
1,175 |
1,532 |
0,09432 |
0,245 |
1,506 |
1,725 |
0,12088 |
0,276 |
2,113 |
2,069 |
0,16961 |
0,331 |
2,738 |
2,403 |
0,21978 |
0,385 |
3,296 |
2,683 |
0,26457 |
0,429 |
3,742 |
2,895 |
0,30037 |
0,463 |
4,704 |
3,322 |
0,44461 |
0,532 |
5,539 |
3,662 |
0,55747 |
0,586 |
6,945 |
4,181 |
0,62361 |
0,669 |
7,769 |
4,457 |
0,76586 |
0,714 |
9,539 |
4,995 |
0,88055 |
0,8 |
10,97 |
5,381 |
1,08764 |
0,862 |
13,55 |
5,988 |
1,08764 |
0,959 |
15,78 |
6,437 |
1,26664 |
1,031 |
19,41 |
7,043 |
1,55802 |
1,128 |
22,68 |
7,482 |
1,82049 |
1,198 |
