На проектованої установці камера згоряння розміщується в кільцевому просторі над компресором, що пояснюється вимогами скорочення осьових габаритів двигуна.
За конструктивним виконанням камера згоряння є трубчасто-кільцевої. Наявність окремих жарових труб таких камер складніше, ніж виготовлення жарових труб індивідуальних камер, так як потрібне спеціальне профілювання вихідний частини.
Наше завдання - спроектувати камеру згоряння, що відповідає сучасним стандартам - економічну, з малими габаритами, з прийнятною температурою горіння.
Початкові дані
При розрахунку використовуються основні геометричні співвідношення КС двигуна-прототипу. Підбір вихідних даних виконуємо відповідно до рекомендацій методичного посібника [2] .типа КС -трубчато- кільцева;
Gв - витрата повітря, кг / с;
Тк * - температура загальмованого потоку перед КС, К;
Тг * - температура загальмованого потоку за КС, К;
Рк * - тиск загальмованого потоку перед КС, Па;
- коефіцієнт відновлення повного тиску КС, обумовлений гідравлічними втратами;
- коефіцієнт відновлення повного тиску КС, обумовлений процесом підведення тепла;
- коефіцієнт повноти згоряння КС;
- коефіцієнт повноти згоряння в зоні горіння;
L0 - стехиометрическое кількість повітря для використовуваного палива, кг пов. / Кг палив .;
Нu - теплотворна здатність палива, Дж / кг;
б - коефіцієнт надлишку повітря КС;
БФ - коефіцієнт надлишку повітря на виході з фронтового пристрою;
БЗГ - коефіцієнт надлишку повітря в кінці зони горіння;
DK - діаметр компресора на виході, м;
- відносний внутрішній діаметр компресора на виході;
DT - діаметр турбіни на вході в СА, м;
- відносний внутрішній діаметр турбіни на вході в СА;
- відносний діаметр КС-прототипу;
- відносний внутрішній діаметр КС-прототипу;
- відносний діаметр жарової труби;
- відносний внутрішній діаметр жарової труби;
- відносний діаметр фронтового пристрою (-висота жарової труби);
- відносний внутрішній діаметр фронтового пристрою;
е - коефіцієнт обліку зазору між головками КС;
- відносна довжина дифузора КС;
- відносна довжина жарової труби;
- відносна довжина головки жарової труби;
- відносний діаметр газосборника;
- відносний внутрішній діаметр газосборника;
- відносна довжина циліндричної частини жарової труби.
Числові значення перерахованих вище параметрів наведені в таблиці 2.1
Витрати повітря в характерних перетинах КС:
Температура газів за загальмованим параметрам в кінці зони горіння розраховується ітераційним шляхом з використанням наступного співвідношення:
- наближена емпірична залежність Ср повітря на виході з компресора від його температури по загальмованим параметрам;
- наближена емпірична залежність Ср газів в кінці зони горіння від їх температури по загальмованим параметрам;
= 1240,6 Дж / КГК - значення першого наближення.
При досягненні точності визначення температура газів в 1 До ітераційний процес завершується.
Щільність повітря на вході в КС і газів в кінці зони горіння визначають як:
Основні геометричні параметри кільцевих камер згоряння визначаються по наступних співвідношеннях:
Кількість головок жарової труби кільцевої КС визначається як:
Осьові розміри конструктивних елементів і зон КС:
Швидкості робочого тіла в характерних перетинах КС:
Попередній ескіз показаний на малюнку 2.1
Наведені розрахунки показують, що спроектована камера згоряння відповідає сучасним вимогам: хорошою економічністю, прийнятною температурою в зоні горіння і порівняно невеликими габаритами. Побудова камери згоряння велося з прототипу, відносні діаметральні і лінійні розміри були вихідними даними для отримання потрібної форми камери згоряння.
Малюнок 2.1 - КС кільцевого типу