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 охлажденияЗатем 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 горенияБедная 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.

---