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

Рисунок 4 – Расчетная схема к определению потерь полного давления по тракту камеры сгорания
1.Потери в диффузоре вызванные расширением потока (∆р^*₁= ∆р^*_расш.).

2.Потери при обтекании патрубка форсунки (∆р^*₂= ∆р^*_п.ф.).

3.Потери на поворот потока при обтекании жаровой трубы (∆р^*₃= ∆р^*_п.п.).

4.Потери при протекании потока сквозь фронтовое устройство (∆р^*₄=∆р^*_фр.).

5.Потери, вызванные расширением потока на выходе из фронтового устройства (∆р^*₅=∆р^*_{расш.фр.}).

6.Потери возникающие за счет смешения потоков при охлаждении стенок жаровой трубы (∆р^*₆=∆р^*_см.охл).

7.Потери, вызванные обтеканием свечи зажигания (∆р^*₇=∆р^*_св.).

8.Потери на сужение потока при течении в конфузорном канале.
Проанализируем каждый участок камеры сгорания на наличие гидравлических потерь и определим причину их возникновения.

Участок А (диффузор) – на данном участке потери полного давления возникают вследствие расширения потока в диффузоре, а также преодоления трения.
Таким образом потери давления на участке А:

.

Для определения потерь полного давления на расширение потока, найдем

скоростной напор в диффузоре:

, (55)

для этого определим скорость на выходе из диффузора:

, (56)

где

- площадь на входе в диффузор,

- площадь поперечного сечения участка внезапного расширения.

Потери давления при расширении потока в диффузоре:

, (57)

– коэффициент потерь полного давления в диффузоре

.

Для определения потерь полного давления в диффузоре на преодоление сил трения определим коэффициент потерь на трение в диффузоре:

, (58)

- приведенная скорость на входе в диффузор;

- угол раскрытия диффузора;

- степень раскрытия диффузора.

Тогда потери давления на трение в диффузоре:

, (59)

суммарные потери полного давления в диффузоре:

. (60)

Участок Б – потери на данном участке возникают вследствие обтекания корпуса форсунки и поворота потока при обтекании жаровой трубы.

Определим потери при обтекании корпуса форсунки, для этого найдем коэффициент потерь, оценка которого осуществляется в соответствии с материалами справочника [6] по формуле:

, (61)

где с_х=0,73 – коэффициент лобового сопротивления, определяемый по относительной длине корпуса l_п/d_п=0,180/0,017

d_п - диаметр корпуса

S_m=l_п^.d_п– площадь миделевого сечения внешней поверхности корпуса;

H₀=0,2 м – высота участка зоны внезапного расширения;

F₀=0,131 м²– площадь сечения канала внезапного расширения;

y=0,022 м – координата центра корпуса по отношению к центру канала.

Потери полного давления при обтекании корпуса форсунки:

. (62)

Потери на поворот при обтекании жаровой трубы:

Коэффициент гидравлических потерь при обтекании жаровой трубы зависит от угла расширения диффузора α=12⁰, от степени расширения диффузора n, безразмерной высоты участка поворота 2h_к/Н_ж.т:

. (63)

Потери давления

. (64)
Потери при внезапном расширении на выходе из диффузора:

коэффициент потерь

, (65)

потери полного давления

. (66)
Для определения коэффициента потерь давления на трение в канале внезапного расширения определим число Рейнольдса при характерном размере

, и параметрах, взятых при температуре соответствующей температуре в области внезапного расширения, т.е.

(67)

Тогда коэффициент потерь на трение определим как:

, (68)

- расстояние от плоскости внезапного расширения до обтекателя

Потери на трение:

, (69)

Участок В

Потери на фронтовом устройстве (ФУ).

Потери на ФУ делятся на потери на завихрителе, обеспечивающем подготовку богатой смеси, и завихрителе, обеспечивающем подготовку бедной смеси. Для выбранных конструкций завихрителей характерны потери в центральном и тангенциальном кольцевых каналах.

Потери на трение в центральном кольцевом канале.

Площадь проходного сечения канала принимаем

, тогда определим скорость:

, (70)

где

- массовая доля воздуха, проходящая через центральный кольцевой канал;

- расход топлива в завихрителе.
Зная высоту кольцевого канала и его длину определим число Рейнольдса:

, (71)

тогда коэффициент потерь:

. (72)

Потери давления составят:

. (73)

Потери на смешение в центральном кольцевом канале.

Определяем скорость впрыскиваемого топлива:

, (74)

при этом 10 – общее число форсунок,

кг/м³

– плотность керосина, площадь отверстия через которое впрыскивается топливо

м² при диаметре отверстия 1,4 мм.

Определим относительную скорость:

,

и относительный расход топлива:

Тогда потери давления составят:

. (75)

Потери на трение в тангенциальном кольцевом канале.

Площадь проход сечения примем

, определим скорость:

. (76)
Зная высоту кольцевого канала и его длину определим число Рейнольдса:

. (77)

Коэффициент потерь:

. (78)

Потери давления:

. (79)

Потери на смешение в тангенциальном кольцевом канале.

Скорость течения топливовоздушной смеси после центрального кольцевого канала:

, (80)

Определим относительную скорость

.

Тогда потери давления составят:

где

- относительный расход топлива. (81)

Потери на сужение кольцевого канала.

Коэффициент потерь на сужение канала:

, (82)

где

- площадь кольцевого канала на выходе.

Потери при сужении канала:

. (83)
Потери на сужение тангенциального кольцевого канала.

Коэффициент потерь на сужение канала:

, (84)

где

- площадь тангенциального кольцевого канала на выходе.

Потери при сужении канала:

. (85)

Потери при внезапном расширении на выходе из фронтового устройства.

Коэффициент потерь при внезапном расширении составляет:

, (86)

– площадь выходного сечения фронтового устройства.

Потери полного давления:

, (87)

где

– скорость потока в первичной зоне.

Потери на трение в жаровой трубе.

Определим число Рейнольдса:

, (88)

– средняя скорость движения вдоль жаровой трубы, тогда коэффициент потерь:

. (89)
Потери давления в жаровой трубе составят:

. (90)

Потери при обтекании свечи зажигания.

Определяем коэффициент сопротивления:

, (91)

с_хсв=0,69 – коэффициент лобового сопротивления, определяемый по относительной длине свечи l_п/d_п=0,0316/0,012;

S_m=l_п^.d_п– площадь миделевого сечения внешней поверхности свечи зажигания;

H₀=0,028 м – высота кольцевого канала;

F_0кк=0,01 м²– площадь сечения кольцевого канала

Потери при обтекании свечи: