Исходные данные. Схема камеры сгорания (рис

7 8 9 10 11 12 13

Схема камеры сгорания (рис. 4)

Топливо Марка

Массовый секундный расход топлива

Весовое соотношение компонентов топлива

Охладитель КС Марка

Давление в камере сгорания

Радиус критического сечения сопла

Длина камеры сгорания

Температура газовой стенки

Примечание. Температура газовой стенки в приближенных расчетах ЖРД определяется по формуле ,

где – предельно допустимая температура материала огневой стенки камеры сгорания ЖРД, которую можно принять: для стали –

для бронзы –

Удельный конвективный тепловой поток

Удельный конвективный тепловой поток через стенку камеры сгорания проектируемого двигателя определяется по формуле

где – удельный конвективный тепловой поток через стенку внутренней оболочки КС в расчетном сечении, ;

– удельный конвективный тепловой поток образцового двигателя в том же сечении камеры сгорания, определяемый по графику (рис. 5);

– термодинамическая функция для проектируемого двигателя, определяемая с помощью графиков (рис. 6, 7, 8, 9, 10) в зависимости от весового соотношения компонентов топлива , от вида топлива и от температуры газовой стенки .

Для расчета по отдельным сечениям проектируемой камеры сгорания вычисляем константы расчетной формулы

Рис. 5. Удельный конвективный тепловой поток

образцового двигателя

Рис. 6. Значение функции S в пристеночном слое

Рис. 7. Значение функции S в пристеночном слое

Рис. 8. Значение функции S в пристеночном слое

Рис. 9. Значение функции S в пристеночном слое

Рис. 10. Значение функции S для различных компонентов топлива

при Т = 600 К в пристеночном слое

Результаты вычислений заносим в таблицу 6, заполняя первую и вторую строки:

Таблица 6

	Камера	Докритическая часть сопла	Критика	Закритическая часть сопла
2,0	1,8	1,5	1,2		1,2	1,5	2,0	2,5

Удельный лучистый тепловой поток

В первом приближении можно считать, что удельный лучистый тепловой поток через стенку КС для различных её сечений зависит от удельного конвективного теплового потока в самой камере сгорания, . Учитывая это допущение, расчет значений по сечениям КС (начиная от форсуночной головки и до среза сопла) производится с использованием следующих зависимостей:

1) для цилиндрического участка камеры сгорания, а также для последующих сечений докритической части сопла на участке этого сопла с радиусом (см. рис. 4) определяют по формуле

;

2) для критики (минимальное сечение сопла) определяют по формуле

;

3) для закритической части сопла на участке этого сопла с радиусом сечений , не превышающим , значение определяют по формуле

;

4) для закритической части сопла на участке с радиусом сечений более , но не выше расчет осуществляют по формуле

Расчетные значения удельных тепловых потоков , полученных по отдельным сечениям КС, заносят в таблицу 6.

Суммарный удельный тепловой поток

Суммарный удельный тепловой поток через стенку камеры сгорания по расчетным сечениям этой камеры определяют по формуле

Результаты вычислений суммарного удельного теплового потока через стенку камеры сгорания по расчетным сечениям заносят в таблицу 6.

Обобщенный параметр Ф

С использованием таблицы 7 и приведенных ниже формул определяют обобщенный параметр для расчетных сечений камеры сгорания.

где – коэффициент, представляющий собой комплекс теплофизических свойств охладителя, выбираемый из таблицы 7:

Таблица 7

Охладитель	K
Азотная кислота	0,66
Керосин	1,27
Тонка 250	0,99

Примечание. Для остальных охладителей принимаем K = 1,00.

Результаты вычислений заносят в таблицу 8.

Расчет величин межрубашечного зазора в расчетных сечениях КС

Величину межрубашечного зазора в расчетных сечениях камеры сгоранияопределяют по эмпирической формуле

где – радиус расчетного сечения камеры сгорания, м;

– время работы двигателя, с;

– массовый секундный расход охладителя, кг/с, равный:

– для окислителя ;

– для горючего .

Результаты расчета величины межрубашечного зазора в расчетных сечениях камеры сгорания получают в миллиметрах и заносят их в таблицу 8:

Таблица 8

	Расчетные сечения камеры сгорания
Параметры	Камера	Докритическая часть сопла	Критика	Закритическая часть сопла
2,0	1,8	1,5	1,2		1,2	1,5	2,0	2,5


1)
2)

Примечания:

1. Технологический минимум для составляет 1,5 мм.

2. По условиям жесткости конструкции камеры сгорания максимальная величина межрубашечного зазора не должна превышать 8 мм.

3. В таблице 8 приводят два значения (первое является расчетным, второе – выбираемое на основании расчетного, а также из конструктивных соображений и с учетом рекомендаций, приведенных выше).

4. С учетом графика (рис. 5) последним расчетным сечением проектируемой КС в закритической части сопла является сечение радиуса . Для последующих участков сопла с радиусом величину зазора выбирают постоянной, равной значению в сечении .

В завершение расчета межрубашечного зазора камеры сгорания строят в масштабе схему этой камеры, на которой указывают значения параметра по расчетным сечениям (пример на рис. 11).