Гидравлический расчет ядерной однокомпонентной форсунки окислителя открытого типа

       Рассчитываем геометрическую характеристику форсунки

 По графику рисунок 6 в зависимости от А для форсунок окислителя находим

μ = 0,12

2α = 120^о

φ = 0,36

       Перепад давления на форсунке окислителя

       В качестве критерия оценки правильности расчета выступают данные статистики по перепаду давлений на форсунках. Необходимо, чтобы перепад давлений на форсунках находился в диапазоне Δр_фок = (0,3…3) ∙10⁶ Па. Проверяем Δр_фок =1,39∙10⁶ Па = (0,3…3) ∙10⁶ Па.
      Также полученный результат должен составлять при этом 20-30% от давления в камере сгорания р_к. Проверим это условие 0,2∙ р_к = 0,2 ∙ 6 ∙ 10⁶ =1,2 ∙ 10⁶ Па- 0,3∙ р_к = 0,3 ∙ 6 ∙ 10⁶ =1,8 ∙ 10⁶ Па, т.е. можно считать, что параметры форсунки удовлетворяют предъявленным условиям.

Проверочный расчет ядерной однокомпонентной форсунки окислителя

       Проверяем влияние вязкости жидкости (окислителя) на параметры форсунки.

Для учета вязкости определяем так называемую эквивалентную геометрическую характеристику форсунки А`_экв.ок первого приближения

где: λ - коэффициент трения жидкости о стенку

где Re_ок – число Рейнольдса

Определим относительную разность значений геометрических характеристик А и А`_экв.ок

Полученное отклонение лежит в допускаемых пределах (5%), следовательно, перерасчета

форсунки не требуется, т.к. влияние вязкости жидкости на работу форсунки незначительно.

 

Принимаем полученные параметры:

Перепад давлений на форсунке                            Δр_фок =1,39∙10⁶ Па;

Угол конуса распыла                                             2α = 120^о;

Коэффициент живого сечения форсунки            φ = 0,36;

Диаметр сопла форсунки                                      d_с = 5,8 ∙ 10^-3м;

Число входных отверстий                                     i = 4;

Диаметр входа в форсунку                                   d_вх = 1∙10^-3 м;

Толщина стенки форсунки                                   h_ст = 1,1 ∙10^-3 м.

      
По полученным параметрам строим в масштабе ядерную форсунку окислителя (рис.8)

 

Геометрический расчет ядерной однокомпонентной форсунки горючего

Внутренний диаметр камеры закручивания отдельной форсунки

,

где h_ст = (1…1,5) ∙10^-3 м – толщина стенки форсунки. Принимаем h_ст = 1,1 ∙10^-3 м.

       Задаемся числом входных отверстий и диаметром входа в форсунку из условий:

i=2…6; d_вх = (0,5…2,5) ∙10^-3 м

Принимаем i = 4, d_вх = 1∙10^-3 м.

       Прорисовываем поперечное сечение форсунки в масштабе 4:1 (рис.7), и проверяем по чертежу соотношение l_вх/d_вх = 1,5…3, получено l_вх/d_вх = 2∙10^-3 /1∙10^-3 = 2 – соотношение выполняется.

Рис.7. Поперечное сечение форсунки горючего М 8:1

 

Радиус плеча закрутки вихря

 

Диаметр сопла форсунки открытого типа d_с = D_кз = 5,8 ∙ 10^-3м.

 

Гидравлический расчет ядерной однокомпонентной форсунки горючего

       Рассчитываем геометрическую характеристику форсунки

По графику рисунок 6 в зависимости от А для форсунок горючего находим

μ = 0,12

2α = 110^о

φ = 0,36

 

       Перепад давления на форсунке горючего

       В качестве критерия оценки правильности расчета выступают данные статистики по перепаду давлений на форсунках. Необходимо, чтобы перепад давлений на форсунках находился в диапазоне Δр_фг = (0,3…3) ∙10⁶ Па. Проверяем Δр_фг =1,824∙10⁶ Па ≈ (0,3…3) ∙10⁶ Па.
 Также полученный результат должен составлять при этом 20-30% от давления в камере сгорания р_к. Проверим это условие 0,2∙ р_к = 0,2 ∙ 6 ∙ 10⁶ = 1,2 ∙ 10⁶ Па, т.е. можно считать, что параметры форсунки удовлетворяют предъявленным условиям.