Мета расчета- визначення значенійкоеффіціента надлишку окислювача для ядра потоку і пристінкового шару камери згоряння, а також його середнього значення по поперечному перерізі камери згоряння.
Ступінь розширення газів
5.1. РасчетКС без урахування пристінкового шару
компонентів палива
Пристінковий шар в камері згоряння є захисним для стінок камери від впливу високих температур. Температуру газового потоку біля стінки КС знижують, подаючи в пристінковий шар один з компонентів в надлишку в порівнянні з відомим співвідношенням компонентів палива в ядрі. В результаті параметри пристінкового шару відрізняються від параметрів ядра форсуночного головки, т. Е. По всьому перетину КС параметри не однакові. У розрахунках першого рівня наближення цією відзнакою можна знехтувати. Порядок розрахунку без урахування пристінкового шару компонентів палива представлений нижче.
Теоретичний питома імпульс тяги
Теоретичний питома імпульс тяги двигуна в порожнечі для різних значень знаходять за довідником [3] і представляють знайдені значення в формі таблиці 9:
За знайденими значеннями будують графік зміни теоретичного питомої імпульсу тяги в залежності від значень коефіцієнта надлишку окислювача виду. Приклад такого графіка представлений на малюнку 12.
За графіком (рис. 12) знаходять. т. е. таке значення коефіцієнта надлишку окислювача, яке забезпечує максимальний питомий імпульс тяги проектованого двигуна, так, в розглянутому прикладі.
5.2. Расчетс урахуванням пристінкового шару компонентів палива
Визначення параметрів газу для ядра форсуночного головки
Розрахунок коефіцієнта надлишку окислювача з урахуванням пристінкового шару компонентів палива в КС проводиться в наступному порядку: спочатку знаходять значення параметрів продуктів згоряння для ядра потоку, потім - для пристінкового шару, потім - усереднені значення по перетину камери згоряння.
На початку розрахунку будується таблиця 10, рядки якої заповнюють в наступному порядку.
Використовуючи отриманий вище графік залежності. вибирають кілька значень в околиці оптимальної точки цього графіка (зліва і праворуч від оптимального значення). Цими значеннями заповнюють перший рядок таблиці 10. Обрані таким чином відповідають ядру форсуночного головки, тому їм в таблиці 10 присвоюється додатковий нижній індекс «я».
Для значень (табл. 10) знаходять в довіднику [3] відповідні значення параметрів продуктів згоряння: щільність газів для ядра потоку і питомий імпульс тяги
Визначення параметрів газу для пристінкового шару форсуночного головки
Потрібне значення проектованого двигуна знаходять за довідником [3] підбором, з урахуванням забезпечення температури газового потоку біля стінки КС не більше. а також c урахуванням заданого тиску в камері згоряння.
Визначивши за довідником [3] потрібне. виписують відповідні йому значення параметрів газу в пристеночном шарі проектованого двигуна: температуру газів, щільність газів, питома імпульс тяги
().
Всім цим параметрам присвоюється нижній індекс «пс».
Визначення відносної витрати газу в пристеночном шарі
Відносний витрата газу в пристеночном шарі вибирають з урахуванням даних статистики в залежності від тяги проектованого двигуна.
За даними статистики, для камер згоряння з тягою. Необхідною значенням задаються в зазначеному діапазоні з урахуванням значення тяги окремої камери згоряння рухової установки.
Розрахунок параметрів газу, усереднених за поперечним перерізом КС
Відносний витрата палива через ядро газового потоку визначають за формулою.
Середнє значення щільності палива за поперечним перерізом камери згоряння знаходять за формулою
Результати розрахунку параметрів газового потоку за наведеними вище формулами для кожного значення заносять в таблицю 10.
Середнє по поперечному перерізі камери згоряння теоретичне значення питомої імпульсу тяги в порожнечі визначають за формулою
.
результати розрахунку
Для кожного (табл. 10) за формулою
У таблиці 10 вибирають максимальне значення твори. За значенням визначають в таблиці відповідне йому виписок-ють це значення з таблиці (в представленому прикладі таблиці 10 дані значення дорівнює одиниці, т. Е.).
Визначення стехиометрического співвідношення компонентів палива
За довідником [3] знаходять стехиометрическое співвідношення компонентів палива. Стехіометричне співвідношення дозволяє розрахувати вагове співвідношення компонентів палива для ядра потоку і пристінкового шару камери згоряння.
Вагове співвідношення компонентів палива
Вагове співвідношення компонентів палива в пристеночном шарі і в ядрі потоку обчислюють за формулами:
; .
Відносні витрати компонентів палива
Відносний витрата окислювача в пристеночном шарі обчислюють за формулою
Відносний витрата пального в пристеночном шарі дорівнює
.
Відносний витрата окислювача через ядро форсуночного головки дорівнює
Відносний витрата пального через ядро форсуночного головки дорівнює
.
Відносний витрата окислювача через поперечний переріз КС дорівнює
.
Відносний витрата пального через поперечний переріз КС дорівнює
.
Проверітьправільность проведеного розрахунку слід за формулою
.
Визначення середніх значень шуканих коефіцієнтів
Середнє вагове співвідношення компонентів палива за поперечним перерізом КС
Середнє значення коефіцієнта надлишку окислювача за поперечним перерізом КС
Відсоток розбіжності значень коефіцієнтів за першим (наближеному) і другого (уточненого) розрахунками визначають за формулою
