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

м,

где – средняя относительная длина камеры сгорания, принимается согласно [3] равной .

Высота камеры сгорания (36):

м.

Диаметр наружной стенки камеры сгорания (37):

м.

Диаметр внутренней стенки камеры сгорания (38):

м.

Площадь миделевого сечения жаровой трубы (39):

м²,

где K_опт – относительная площадь жаровой трубы 0,7.

Высота жаровой трубы (40):

м.

Диаметр наружной стенки жаровой трубы (41):

м.

Диаметр внутренней стенки жаровой трубы (42):

м.

Длину жаровой трубы определяем из условия обеспечения заданной равномерности температурного поля (θ), по следующему выражению (43-44):

,

м,

где коэффициент пропорциональности для кольцевых камер сгорания принимается согласно рекомендациям [3] А = 0,06.

Соответственно, 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):

м.
Расчет системы охлаждения.

Зададимся следующими исходными параметрами:

• 
  диаметр отверстия для охлаждения м,
  
• 
  средняя скорость истечения струи м/с,
  
• 
  шаг между отверстиями .
  

Для первого ряда охлаждающих отверстий по наружному корпусу, для которого длина дуги (46):

м.

число отверстий (47):

.

площадь одного отверстия (48):

---

м².

расход воздуха через одно отверстие (49):

, кг/с.

суммарный расход воздуха через первый ряд отверстий по наружному корпусу ЖТ (50):

кг/с,

длина дуги внутреннего корпуса м,

число отверстий: ,

суммарный расход воздуха через первый ряд отверстий по внутреннему диаметру:

кг/с.

Получаем, что суммарный расход охлаждающего воздуха через первый ряд отверстий равен (51):

кг/с.

Методика расчета остальных рядов охлаждающих отверстий аналогичная. Методом последовательных приближений получаем, что необходимое число рядов для охлаждения стенки составляет 5, при этом каждый ряд содержит около 230 отверстий. В конечном итоге получаем кг/с, что соответствует расходу воздуха, подаваемому на охлаждение, т.е. используется весь воздух, подаваемый на охлаждение.

Расчет фронтового устройства.

Богатая зона. Зададимся наружным и внутренним диаметром центрального кольцевого канала, с учетом допустимых габаритов горелки: м, м, тогда по формуле (53) получаем:

м².

По уравнению расхода определяем скорость течения смеси топлива и воздуха по кольцевому каналу (54):

м/с.

где 10 – число фронтовых устройств.

Аналогичным образом определяются параметры для бедной зоны горения.

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. Зададимся наружным и внутренним диаметром

---

периферийного кольцевого канала, диаметром D и шириной h тангенциального кольцевого канала с учетом допустимых габаритов горелки: м, м, тогда по формуле (53) получаем:

м².

м/с.

Вывод

В результате проведения конструктивного и термогазодинамического расчета получили представление о конструктивном облике камеры сгорания, определены геометрические параметры ее основных элементов: высота поперечного сечения на входе в диффузор (h_к=0,026 м), высота жаровой трубы (H_{max ж.т}=0,112 м), длина диффузора (L_д=0,065), расстояние от плоскости внезапного расширения до жаровой трубы (∆l=0,044 м), длина жаровой трубы (L_ж.т=0,196 м_.),общая длина камеры сгорания (L_к.с=0,279 м_.)

На основании уравнения теплового баланса определены значения среднемассовой температуры в каждой зоне горения (Т_{мах 1}=1621 К, Т_{мах 2}=2518 К), а также температура на выходе из камеры сгорания (Т_Г=1493 К). Полученные температуры соответствуют предъявляемым требованиям. Расход воздуха на выходе из камеры соответствует расходу воздуха, подаваемому в камеру, что говорит о достоверности расчетов.

2.2 Гидравлический расчет

Участок А

Потери полного давления в диффузоре.

Скорость на выходе из диффузора (55):

м/с.

Скоростной напор в диффузоре (56)

Н.

Потери давления при расширении потока в диффузоре (57)

Па.

Коэффициент потерь на трение в диффузоре (58)

.

Потери давления на трение в диффузоре (59):

Па.

Суммарные потери полного давления в диффузоре (60):

---

Па.
Потери при внезапном расширении на выходе из диффузора.

Коэффициент потерь (65):

,

потери полного давления (66):

Па.

Коэффициент потерь давления на трение в канале внезапного расширения (67 - 69)

.

Потери на трение:

Па.
Участок Б

Потери при обтекании корпуса форсунки (участок 2)

Коэффициент потерь при обтекании корпуса форсунки (2.61):

.
Потери давления при обтекании корпуса форсунки (62):

Па.

Потери на поворот при обтекании жаровой трубы (участок 3)

Коэффициент гидравлических потерь при обтекании жаровой трубы (63):

Потери давления (64):

Па.

Участок В

Потери на фронтовом устройстве (ФУ) (участок 4)

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 завихрителя для бедной 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 1,4 мм.

Определим относительную скорость:



- относительный расход, тогда потери давления:

Па
Потери на трение в тангенциальном кольцевом канале.

Площадь проход сечения м², определим скорость:

м/с.

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

.

Коэффициент потерь:

.

Потери давления:

Па.

Потери на смешение в тангенциальном кольцевом канале.

Скорость течения топливовоздушной смеси после центрального кольцевого канала:



Определим относительную скорость:

,

- относительный расход, тогда потери полного давления составят:

, Па

Потери на сужение кольцевого канала.

Коэффициент потерь на сужение канала:

,

м² площадь кольцевого канала на выходе.

Потери при сужении канала:

Па.

Потери на сужение тангенциального кольцевого канала

Коэффициент потерь на сужение канала:

,

площадь тангенциального кольцевого канала на выходе.

---