386 Гл. |
8. |
Расчет и проектирование |
распиливающих устройств ЖРД, |
|
||||||
i0 |
и |
ir — число |
входных |
каналов |
|
в |
форсунке |
для |
этих |
|
d0 |
|
|
компонентов; |
каналов |
компонентов |
топлива; |
||||
и dr — диаметр входных |
||||||||||
Гф.о и ^ф.г —суммарные площади этих |
каналов. |
|
(8.31) |
|||||||
Зная х и выбрав предварительно io и |
|
zr, |
по формуле |
|||||||
можно определить соотношение djd?. |
форсунку будет |
(имея |
||||||||
Секундный |
расход топлива |
через |
||||||||
в виду, что С7ф.г=(7ф.0/х) |
|
|
|
|
|
|
||||
ОФ = ОФ.О + Оф.г = Сф.о4- -^- = |
Оф.о=(8.32) |
|||||||||
На основе |
теории |
однокомпонентной |
центробежной |
форсунки |
||||||
можно прийти к выводу, что коэффициент расхода ц, угол конуса
распыла а и коэффициент заполнения сопла <р двухкомпонентной |
|||
|
эмульсионной |
центрооежнои |
|
Ррасч |
форсунки определяются геомет |
||
Мэксп |
рической характеристикой сле |
||
1,00 |
дующего вида: |
|
|
|
|
|
|
0,75 |
х |
|
|
OfiO |
А.э.м |
|
|
0,25 |
|
|
|
|
|
С |
(8.33) |
О |
|
|
|
|
|
|
|
Фиг. 8.15. Зависимость отношения |
где Го— радиус входных отвер- |
||
Рпагч/Ря|ггп ОТ /?UTtl Гс • |
стий для окислителя. |
|
|
Зависимости ц, ср и а от Аэ м остаются такими же, как и у одно
компонентной |
центробежной |
форсунки, и, |
следовательно, могут |
||
быть определены по приведенным выше графикам (см. |
фиг. 8. 12). |
||||
Расход топливной смеси через |
двухкомпонентную |
эмульсион |
|||
ную форсунку |
определяется |
по |
известной |
формуле |
истечения |
жидкости через сопло: |
|
|
|
|
|
|
= /сН /2£Д/7фтт, |
|
(8. 34) |
||
где /с« —площадь выходного сечения сопла форсунки;
|
7Т —удельный вес |
топливной смеси, |
вычисленный |
||
|
по формуле |
|
|
|
|
|
„ _ 7о7г(1 + х) |
• |
|
||
|
IT |
То |
I |
|
|
|
|
+ Пт |
|
|
|
Зная |
(?ф, Д/7ф, а, х. То и Тг> п0 |
формулам (8.33) |
и (8.34) для |
||
Лв-М и |
можно определить диаметр |
сопла форсунки dc, плечо |
|||
388 Гл. 8. Расчет и проектирование распиливающих устройств ЖРД
го мощная струя окислителя плохо смешивается со слабой струей
горючего, сбивая ее в сторону, что |
отрицательно сказывается |
на качестве смесеобразования. |
сотовое расположение фор |
Наиболее совершенным является |
сунок.
При сотовом расположении количество форсунок окислителя
больше количества форсунок горючего (см. фиг. 8. 16, б). При этом каждая форсунка горючего окружена шестью форсунками окис лителя, в результате чего смесеобразование сравнительно с шах матным расположением улучшается. В данном случае образуется столько отдельных пучков капель, сколько единичных групп фор сунок расположено на головке камеры.
Возможны два варианта сотового расположения форсунок на плоской головке камеры:
1) симметричное сотовое расположение форсунок относительно
двух осей (см. фиг. 8. 16,6); 2) симметричное сотовое расположение форсунок относитель
но одной оси (см. фиг. 8. 14, в).
При сотовом расположении можно иметь лишь вполне опреде
ленное количество форсунок горючего и окислителя.
Шахматное и сотовое расположение форсунок можно осущест вить, применяя плоскую головку с двумя полостями, расположен ными одна над другой. Такая головка обеспечивает примерно оди наковый перепад давлений в форсунках каждого из компонентов
топлива.
По конструктивным соображениям в нижнюю полость головки обычно подают тот компонент топлива, который охлаждает камеру двигателя.
При концентричном расположении форсунок, т. е. по поясам
головки камеры, форсунки горючего и окислителя между собой чередуются. Удобство этого способа состоит в том, что при его при менении упрощается подвод компонентов топлива к форсункам.
Однако этот способ имеет небольшое применение. Для двигателей с плоской головкой камеры в основном применяют шахматное и сотовое расположение форсунок.
Для всех двигателей с обычными плоскими головками и центро бежными форсунками характерно то, что значительная часть ра бочей смеси (до 30% от суммарного расхода) с пониженным коэф
фициентом состава % попадает на поверхность оболочки камеры сгорания. Наличие теплообмена газов с оболочкой и увеличение расходонапряженности вблизи стенки по сравнению с ядром пото ка затягивают развитие рабочего процесса у стенки по сравнению с ядром потока.
Компоненты топлива, попадая на стенку камеры сгорания, ча стично отражаются от нее и текут по ней в виде жидкой пелены,
частично попадая в слой густого роя капель, и благодаря тепло обмену с продуктами сгорания ядра нагреваются и испаряются.