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

Потери при сужении канала:

Па.

Суммарные потери на ФУ для бедной смеси составляют Па.

Потери на трение в центральном кольцевом канале завихрителя для богатой смеси

Площадь проходного сечения канала принимаем , тогда определим скорость:

м/с.

Зная высоту кольцевого канала и его длину м, м, определим число Рейнольдса:

,

тогда коэффициент потерь:

.

Потери давления:

Па.
Потери на смешение в центральном кольцевом канале

Определяем скорость впрыскиваемого топлива:



при этом 10 – общее число форсунок, кг/м³ – плотность керосина, площадь отверстия через которое впрыскивается топливо м² при диаметре отверстия 0,7 мм.

Определим относительную скорость:



- относительный расход, тогда потери давления:

Па
Потери на сужение кольцевого канала

Коэффициент потерь на сужение канала:

,

м² площадь кольцевого канала на выходе.

Потери при сужении канала:

Па.

Суммарные потери на ФУ для богатой смеси составляют:
Суммарные потери на фронтовых устройствах:
Потери при внезапном расширении на выходе из фронтового устройства для бедной смеси (участок 5)
Коэффициент потерь для данного участка (86):

---

,
тогда потери полного давления составят (87):

Па.

Потери при внезапном расширении на выходе из фронтового устройства для богатой смеси (участок 5)
Коэффициент потерь (86):

.

потери полного давления (87):

Па.

Суммарные потери на фронтовых устройствах:

• 
  Потери на трение в жаровой трубе (89 - 91):
  

;

Па.

• 
  Потери при обтекании свечи зажигания (92 - 93):
  

,

Па.

• 
  Потери на трение в кольцевом канале (94 - 96):
  

,

,

Па.

Участок Г

Потери при смешении на охлаждение (97) (участок 6):

- относительный расход; – относительная скорость;

Па.

Коэффициент потерь на сужение канала (99):

;

Потери при сужении канала (100):

Па.

Тепловые потери (101):

Па.

Общие потери (102):



Определим относительную величину потерь полного давления (103):

.
Вывод.

При проведении гидравлического расчета выявлены основные источники гидравлических потерь проектируемой камеры сгорания: диффузор, фронтовое устройство, потери на смешение и тепловые потери. Определены численные значения данных потерь и их суммарное значение. На основании вычислений, проведенных в данном расчете построен график отображающий изменение величины полного давления по длине камеры сгорания. При анализе графика выявлено, что элементом, в котором

---

возникают наибольшие гидравлические потери, является фронтовое устройство. Также определено, что суммарная величина потерь полного давления имеет допустимое значение (потери составляют 6.9 %), а проектируемая камера сгорания отвечает требованиям, предъявляемым к камерам сгорания данного типа по величинам гидравлических потерь. Построена зависимость потерь полного давления по длине КС.


1

2

3

5

4

7



МПа

8

L

м

Рисунок 6 – Изменение полного давления в камере сгорания

3.3 Тепловой расчет

Излучательная способность пламени (104):

.

Согласно уравнению баланса тепловых потоков, имеем следующую систему уравнений:



Решив ее относительно температур,

К; К.

Рассчитаем тепловые потоки с учетом охлаждения. Определяем число Рейнольдса для струи, втекающей сквозь охладительное отверстие в жаровой трубе (105):

.

Расчет эффективности охлаждения (106):



Определим температуру стенки с учетом охлаждения (107):

.

Подставим это выражение в следующую систему уравнений и рассчитаем температуры стенки жаровой трубы с учетом введенного охлаждения (108-109):

---

.



Решив данную систему уравнений, получим температуры на внутренней и внешней поверхностях стенки жаровой трубы, которые равны:

, ;

Таким образом, имеем:










Вывод

В результате данного расчета определены температуры на внешней и внутренней поверхности стенки жаровой трубы с учетом охлаждения. Их величины равны , ;полученные значения удовлетворяют требованиям обеспечения длительной работы жаровой трубы(T_w<1100 К). Также определены тепловые потоки:

а) за счет излучения от газа к стенке жаровой трубы:

б) за счет конвекции от горячих газов в полости жаровой трубы к стенке жаровой трубы:

в) за счет излучения от стенок жаровой трубы на корпус камеры сгорания:

г) за счет конвекции от жаровой трубы к воздуху:

д) за счет теплопроводности стенки:

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью работы являлись расчет и проектирование камеры сгорания ГТД. Параметры ГТД, в составе которого работает камера сгорания:

• 
  степень повышения давления в компрессоре МПа;
  
• 
  число Маха на входе в двигатель М=0,8;
  
• 
  суммарный массовый расход воздуха
  

• 
  максимальная среднемассовая температура в зоне горения К;
  
• 
  температура газов на выходе из камеры сгорания К.
  

---

В качестве расчетной была выбрана кольцевая двухзонная камера сгорания с организацией богато-бедного горения. Рассчитаны основные термогазодинамические параметры в характерных зонах. На основании конструктивного расчета был разработан чертеж общего вида кольцевой камеры сгорания ГТД. Выполнен гидравлический расчет, определены основные источники гидравлических потерь. Рассчитаны тепловые потоки на стенке жаровой трубы, на основе которых были определены температуры на внутренней и внешней поверхности ЖТ без учета охлаждения: , ; и с учетом охлаждения: , .

Камера сгорания удовлетворяет требованиям по потерям полного давления.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. 
   Абрамович, Г.Н. Прикладная газовая динамика. [Текст]: / Г.Н. Абрамович
   – М.: «Наука», 1969. – 822 с.
   
2. 
   Касилов, В.Ф. Справочное пособие по гидрогазодинамике для теплоэнергетиков. [Текст]: / В.Ф. Касилов. – М.: Издательство МЭИ, 2000. – 272 с.
   
3. 
   Мингазов, Б.Г. Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Конструкция,
   

моделирование процессов и расчет. [Текст]: / Б.Г Мингазов. – Казань: изд-во

Казан. гос. техн. ун-та, 2006. – 220с.

4. 
   Сосунов, В.А. Теория, расчет и проектирование авиационных двигателей и энергетических установок. [Текст]: / В.А. Сосунов, В.М. Чепкин – М.: Издательство МАИ, 2003. –688 с.
   
5. 
   Ягов, В.В. Теплообмен в однофазных средах и при фазовых превращениях [Текст]: Учебное пособие / В. В. Ягов. - М.: Изд.дом МЭИ, 2014. - 541с.
   
6. 
   Идельчик, И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. [Текст]: /И.Е. Идельчик. Под ред. М. О. Штейнберга. – М.: Машиностроение, 1992. – 672 с.
   

ПРИЛОЖЕНИЕ А

(обязательное)

спецификация сборочного чертежа теплообменного аппарата

КСКТ.301149.002

---