Файл: Пояснительная записка по курсовой работе на тему проектировочный расчет камеры сгорания.docx

λ_к) оценивается по следующему выражению:

. (11)

По известному значению площади проходного сечения (F_к) определим наружный диаметр кольцевого канала на выходе из компрессора [3]:

, (12)

где – относительный втулочный диаметр последней ступени компрессора.

Вычислим средний диаметр на выходе из компрессора по формуле [3]:

. (13)

Высота проходного сечения на входе в кольцевой диффузор:

. (14)

Методика определения геометрических параметров на выходе из камеры сгорания, аналогична методике приведенной выше (для определения параметров на входе в камеру). По уравнению расхода определяем площадь на входе в турбину:

. (15)
Полагая газ идеальным, определим его плотность
. (16)
Полное давление на выходе из камеры сгорания определяем, исходя из требований, предъявляемым к камерам сгорания по гидравлическим потерям:
, (17)

где – коэффициент потерь давления.

Наружный диаметр камеры на входе в сопловой аппарат турбины [3]:
. (18)

Относительный втулочный диаметр соплового аппарата турбины .

Внутренний и средний диаметры на входе в сопловой аппарат турбины [3]:
, (19)
. (20)
Зная внутренний и наружный диаметры на входе в сопловой аппарат турбины, определим его высоту:

. (21)

После определения размеров входного и выходного сечений КС, приступим к определению геометрических параметров ее элементов.

---

Поведем расчет геометрических параметров диффузора:

Определим степень расширения диффузора на безотрывном участке
. (22)

Площадь на выходе из безотрывного участка

. (23)

Средний диаметр на выходе из безотрывного участка

. (24)

Угол раскрытия диффузора .
Высота выходного сечения диффузора:

(25)

Наружный и внутренний диаметры выходного сечения диффузора

, (26)

. (27)

Площадь поперечного сечения участка внезапного расширения

. (28)

Относительная площадь участка внезапного расширения (К_р).

Высоту участка внезапного расширения определим из следующего соотношения:

. (29)

Наружный и внутренний диаметры участка внезапного расширения:

, (30)

. (31)

Расстояние от плоскости внезапного расширения до обтекателя жаровой трубы:

. (32)

Определение геометрических параметров жаровой трубы.

Вычисляем площадь миделевого сечения камеры сгорания:
. (33)

Действительную площадь миделева сечения определим, умножив площадь миделевого сечения на холодных продувках на поправочный коэффициент, по формуле:

. (34)

Средний диаметр камеры сгорания:

, (35)

где – средняя относительная длина камеры сгорания.

Высота камеры сгорания:

. (36)

Диам етр наружной стенки камеры сгорания

---

(37)

диаметр внутренней стенки камеры сгорания

. (38)

Площадь миделевого сечения жаровой трубы:

, (39)

где K_опт – относительная площадь жаровой трубы.

Высота жаровой трубы:

, (40)

• 
  диаметр наружной стенки жаровой трубы
  

, (41)

• 
  диаметр внутренней стенки жаровой трубы
  

. (42)

Длину жаровой трубы определяют из условия обеспечения заданной равномерности температурного поля (θ), по следующему выражению:

, (43)

где – неравномерность температурного поля;

- относительное падение давления в жаровой трубе;

- относительное падение давления в камере сгорания;

- относительное падение давления в диффузоре.

. (44)

Коэффициент пропорциональности А.

Общая длина камеры сгорания (L_к.с.) определится как сумма длины диффузора (L_д), расстояния от плоскости внезапного расширения до обтекателя жаровой трубы (∆l) и длины жаровой трубы (L_ж.т.):

. (45)

---

1.3Методика расчета системы охлаждения

Задаемся диаметром отверстия для охлаждения и средней скоростью истечения струи воздуха из отверстия. Пренебрегаем нагреванием воздуха от стенки жаровой трубы, тогда плотность воздуха в кольцевом канале остается той же, что и на выходе из диффузора.

Ряды охлаждающих отверстий распределим по длине жаровой трубе таким образом, чтобы стенка охлаждалась равномерно, и не было локальных высокотемпературных зон.

Рассмотрим первый ряд охлаждающих отверстий по наружному контуру, шаг между отверстиями принимаем согласно рекомендациям.

Зная радиус наружного корпуса жаровой трубы, определим длину её дуги:

(46)


Рисунок 3 – Схема системы охлаждения
Затем определяем число отверстий, которое можем расположить на данной окружности с заданным шагом:

. (47)

Определим расход воздуха через одно отверстие, для этого определим площадь одного отверстия:

. (48)

и по уравнению расхода определяем расход охлаждающего воздуха через одно отверстие:

. (49)

Теперь определяем суммарный расход воздуха через первый ряд отверстий по наружному корпусу ЖТ:

. (50)

Аналогичным образом определяем расход воздуха через первый ряд отверстий по внутреннему контуру: длина дуги , число отверстий , суммарный расход воздуха через первый ряд отверстий по внутреннему корпусу ЖТ: . Получаем, что суммарный расход охлаждающего воздуха через первый ряд отверстий равен:

. (51)

Подобным методом определяем расход через остальные ряды отверстий. В конечном итоге должно выполняться равенство для пяти рядов охлаждающих отверстий:

. (52)

---

1.4 Определение основных геометрических параметров горелочного устройства

Для построения горелочного устройства необходимо знать его габариты, критические сечения, скорость внутри фронтового устройства.

Поскольку имеем две зоны: богатую – верхнюю и бедную нижнюю, то расчет будем проводить для каждой из зон.



Рисунок 3 – Схема ФУ бедной зоны горения
Бедная зона. Расчет строится на основе метода последовательных приближений. Зададимся наружным и внутренним диаметром центрального кольцевого канала, диаметром D и шириной h тангенциального кольцевого канала, диаметром отверстий каналов форсунки и их числом n с учетом допустимых габаритов горелки. При этом скорость истечения из ФУ должна быть не менее 120 м/с, в противном случае произойдет проскок пламени внутрь горелочного устройства, что может привести к нежелательным последствиям.

Затем определим площадь сечения кольцевых каналов:

(53)

и по уравнению расхода определяем скорость течения смеси топлива и воздуха по кольцевому каналу:

. (54)
Аналогичным образом определяются параметры для богатой зоны горения.

Выводы: получен конструктивный облик КС, определены основные геометрические параметры, рассчитана система охлаждения.

1.5 Методика гидравлического расчета

Цель гидравлического расчета заключается в определении потерь полного давления по тракту камеры сгорания и выявлении основных источников этих потерь.

В общем случае потери давления можно представить в виде суммы местных потерь давления обусловленных конструкцией камеры сгорания и путевых потерь возникающих вследствие действия сил вязкого трения:


- формула Вейсбаха [6].

Коэффициент Дарси для путевых и местных потерь выбирается исходя из рассматриваемого участка сопротивления.

---