Расчет основных проектных параметров ЖРД (стр. 6 из 8)

Xi	Ri	Fi	~Fi	πi	Pi	Ti	vi	wi
0	0,08	0,020106	4,698806	0,98952	14842800	3314,596	0,186439	242,3332
0,03612	0,07784	0,019035	4,448495	0,9877	14815500	3313,135	0,1867	262,6252
0,06655	0,0726	0,016559	3,869731	0,9835	14752500	3309,755	0,187306	304,4225
0,08466	0,06793	0,014497	3,387901	0,9799877	14699816	3306,921	0,187817	335,4884
0,09516	0,06467	0,013139	3,070529	0,97475	14621250	3302,679	0,188584	377,2247
0,10349	0,06178	0,011991	2,802227	0,97032	14554800	3299,078	0,189238	409,3316
0,1127	0,05827	0,010667	2,492858	0,96191	14428650	3292,207	0,190495	464,4752
0,12215	0,05429	0,00926	2,16395	0,94901	14235150	3281,579	0,192461	538,7706
0,14073	0,04534	0,006458	1,509282	0,88682	13302300	3228,741	0,202642	812,9109
0,14758	0,04218	0,005589	1,306233	0,83911	12586650	3186,261	0,211346	979,1505
0,15306	0,04024	0,005087	1,18884	0,79246	11886900	3142,91	0,220742	1123,725
0,159	0,03865	0,004693	1,096747	0,73306	10995900	3084,806	0,234217	1292,376
0,16377	0,03776	0,004479	1,046819	0,68037	10205550	3030,188	0,247888	1432,924
0,16894	0,03715	0,004336	1,01327	0,61818	9272700	2961,415	0,266634	1592,348
0,175	0,0369	0,004278	0,999678	0,54	8100000	2867,053	0,295511	1788,107
0,1796	0,03755	0,00443	1,035207	0,42019	6302850	2699,872	0,357625	2090,399
0,18318	0,03905	0,004791	1,119566	0,32686	4902900	2542,248	0,4329	2339,909
0,18973	0,04294	0,005793	1,353729	0,21213	3181950	2292,188	0,601422	2688,65
0,20305	0,0503	0,007949	1,857563	0,11843	1776450	1993,536	0,9369	3053,404
0,22117	0,05956	0,011144	2,604455	0,068	1020000	1745,488	1,428693	3326,083
0,23689	0,06698	0,014094	3,293804	0,04733	709950	1600,394	1,882007	3475,683
0,26296	0,07879	0,019503	4,557742	0,02906	435900	1423,94	2,727264	3649,361
0,29537	0,09175	0,026446	6,180444	0,01901	285150	1286,321	3,766156	3779,279
0,34795	0,1107	0,038499	8,997104	0,01116	167400	1132,269	5,646983	3919,606
0,4048	0,12846	0,051842	12,11556	0,0069898	104847	1012,242	8,060287	4025,551
0,46593	0,14505	0,066098	15,44696	0,0049716	74574	932,9242	10,44434	4094,058
0,53133	0,16046	0,080888	18,90345	0,0037896	56844	874,1966	12,83946	4144,052
0,5875	0,17211	0,09306	21,74802	0,003103	46545	833,332	14,94746	4178,487
0,638	0,1812	0,103149	24,10593	0,002744	41160	809,1509	16,41256	4198,73

Параметр Δx_i определяем графически через R_i.

Рисунок 3 – Распределение давления по длине канала.

Рисунок 4 – Распределение температуры по длине канала.

Рисунок 5 – Распределение скорости потока по длине канала.

Рисунок 6 – Распределение удельного объёма по длине канала.

9. Ориентировочный расчет смесительной головки канала

В данном расчете располагаем двухкомпонентные центробежные форсунки по концентрическим окружностям, а для создания пристеночного слоя используем однокомпонентные центробежные форсунки горючего.

Рисунок 7 – Расположение форсунок.

Выберем диаметры форсунок ядра и пристеночного слоя:

Определим шаг между форсунками Н:

;

где Δ₁ – шаг между форсунками ядра Δ₁=1..5 мм.

Толщина пристеночного слоя головки l_пр:

где: Δ₂ – расстояние между форсункой пристеночного слоя и стенкой канала

Δ₂=1..4 мм.

Найдём радиус ядра головки R_я:

Рассчитаем число концентрических окружностей n:

Определим число форсунок ядра

и пристеночного слоя

Выбираем число форсунок пристеночного слоя, возьмём число форсунок равное числу форсунок в крайнем ряду ядра смесительной головки:

Определяем расход через форсунку ядра:

Подставив значения получим:

В результате получим:

Определяем расход через форсунку пристеночного слоя:

Получим:

Рисунок 8 – Схема расположения форсунок на смесительной головке канала
10. Расчет форсунок смесительной головки

10.1 Расчет двухкомпонентной форсунки

10.1.1 Расчет форсунки окислителя

Задаем угол распыла 2α=90⁰, по графику определяем:

А=1,8; μ=0,34; φ=0,55.

Определяем площадь сечения сопла форсунки:

где ρ₀ – плотность фтора, ρ₀=1513 кг/м³,

Подставив данные получим:

Определим d_c:

Диаметр закрутки:

Диаметр входного отверстия в форсунку:

где i – число входных отверстий, i=4.

Определим скорость компонента на входе в форсунку:

Определим число Рейнольдса на входе:

где,

- кинематическая вязкость, получим:

Рассчитаем:

подставив данные получим:

Выразим λ, получим:

Определим А_экв:

В результате получаем:

Определим расхождение коэффициентов А и А_экв:

Полученное расхождение меньше 3%. Данную форсунку можно считать идеальной центробежной форсункой.

Определим диаметр камеры закрутки:

Примем

Определим диаметр вихря:

10.1.2 Расчет форсунки горючего

Воспользуемся уравнением расхода:

где:

– плотность продуктов сгорания при давлении на выходе из сопла форсунки