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

Потери полного давления по тракту камеры сгорания представляют собой сумму потерь на каждом характерном участке. Рисунок 4 – Расчетная схема к определению потерь полного давления по тракту камеры сгорания1.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, найдемскоростной 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 каналаПотери при обтекании свечи: . (92)Участок Г

• 
  Потери на трение в кольцевом канале.
  

Определим число Рейнольдса, для этого по уравнению найдем скорость течения воздуха в кольцевом канале: , (93) – суммарная площадь сечения кольцевого канала, тогда (94) – средняя высота проходного сечения кольцевого каналакоэффициент потерь: , (95)потери полного давления: . (96)Потери при смешении на охлаждение:

---