Жидкостные ракетные двигатели (ЖРД)

Для удобства полученные значения занесены

в таблицу 6.1.

Выбор геометрии охлаждающего тракта.

На всем протяжении камеры проходят фрезеровки.

а = 1,3-3 мм., - ширина канала,

б = 0,5-2 мм., - ширина ребра,

δохл = 2-4 мм., - высота ребра,

δст =0,5-3 мм., - толщина стенки.

7. Расчет смесеобразования.

Компоненты топлива:

· Жидкий кислород;

· Подогретый НДМГ.

Смесеобразование в камере сгорания осуществляется двухкомпонентными форсунками и центробежными жидкостными форсунками горючего для охлаждения паяного шва и огневого днища. Применение двухкомпонентных форсунок обеспечивает смешение компонентов в одной фазе вблизи плоскости форсунок в КС, что приводит к более интенсивному протеканию процессов горения и уменьшению объема КС. Кроме того пропускная способность головки с двухкомпонентными форсунками существенно выше. Правда при интенсивном протекании процессов сгорания вблизи форсунок огневое днище головки и особенно узлы пайки форсунок в днищах будут работать при повышенных температурах, поэтому часто приходится организовывать вокруг каждой форсунки жидкостную завесу. Однако улучшения смесеобразования за счет двухкомпонентных форсунок дает более существенный выигрыш в повышение надежности работы всей КС.

Определение количества форсунок на головке камеры.

Расчеты проведены согласно указаниям источников [], [].

Расположение форсунок на головке - концентрическое, шаг а между центрами для двухкомпонентных форсунок может быть в пределах а = 18…50 мм: а = 24 мм. Для нормального закрепления форсунки на днище вблизи стенки камеры необходимо, чтобы между стенкой камеры и центром корпуса форсунки было расстояние, равное 5…10 мм.

Если эффективную площадь головки, занятую форсунками, поделить на площадь, занятую одной форсункой на головке, то получим количество форсунок, уместившихся на головке:

,

Эффективная площадь головки Fк.эф.=πR2к.эф.

Rк.эф = Rк-а/2 = 127 - 24/2 = 115 мм,

Rк - радиус камеры сгорания, а - шаг между форсунками.

Для концентрического расположения форсунок найдем количество окружностей, умещающихся на поверхности головки. Примем расстояние между окружностей равным шагу между форсунками, а на окружностях форсунки расположены на расстоянии шага, измеренного по хорде окружности.

Количество окружностей

;

Очевидно, на первой окружности число форсунок будет

На второй окружности число форсунок

На третьей окружности

На четвертой окружности

Общее число форсунок с центральной составит

n = n1 + n2 + n3 = 1+6 + 12 + 18 +24 = 61.

Шаг между форсунками по мере удаления от центра чуть-чуть возрастает.

Создание пристеночного слоя в камере.

Для обеспечения надежного охлаждения горячих стенок камеры необходимо создать вблизи стенок слой продуктов сгорания с пониженной температурой. Это достигается постановкой дополнительный струйных форсунок горючего по периферии головки. При этом в пристеночном слое создается местное соотношение компонентов меньше, чем расчетное в ядре.

Необходимо обеспечить пристеночный слой наименьшим количеством топлива, чтобы доля удельного импульса в пристеночном слое, как неоптимального, была минимальной в общем удельном импульсе камеры.

Для более равномерного распределения компонентов в пристеночном слое необходимо ставить увеличенное число форсунок. При этом пристеночный слой получается устойчивым по длине камеры и сохраняется газовая завеса с пониженной температурой по всей длине камеры.

Однокомпонентная центробежная форсунка предназначена для охлаждения паяного шва и его расход от основного горючего составит 20%. (2,8 кг/сек) Количество форсунок - 30. Плотность НДМГ= 786 .

Перейти на страницу номер:
 1  2  3  4  5  6  7  8  9  10  11  12  13