6.2.1. Определение размеров камеры сгорания

Одним из факторов, определяющим полноту сгорания топлива и тем самым влияющим на совершенство камеры сгорания, является время, которое может быть отведено для протекания химических реакций горения. Оно определяется скоростью газа в камере сгорания, используемым для процессов горения объемом камеры сгорания V_к , а также давлением и температурой.

В настоящее время нет способа расчета объема камеры сгорания, учитывающего действительно происходящие в ней физико-химические процессы, поэтому объем камеры сгорания, необходимый для полного сгорания топлива, определяют с использованием экспериментальных данных.

На рис. 6.2 показан график изменения удельного объема продуктов сгорания по времени от начального удельного объема жидкого топлива _T до удельного объема продуктов сгорания _к по окончании процесса горения.

Предположим, что до некоторого времени запаздывания t_зап реакции горения не происходят, а во время t_зап процесс горения протекает мгновенно. При этом, исходя из графика, средний удельный объем продуктов сгорания _ср в момент времени t_зап будет равен _ср=0.5 _к. Средний удельный объем позволяет найти истинное время пребывания топлива и его продуктов сгорания в камере сгорания:

, (6.3)

где – условное время пребывания.

(6.4)

Отсюда можно получить

. (6.5)

Обработка экспериментальных данных для различных топлив (двигателей) показала, что

Определив из термодинамического расчета

(6.7)

можно рассчитать объем камеры сгорания .

С другой стороны

Тогда из (6.5) следует

(6.8)

Преобразуем (6.8)

, (6.9) где - приведенная длина камеры сгорания.

Тогда для объема камеры сгорания получим выражение

. (6.10)

Обработка экспериментальных данных для различных топлив (двигателей) показала, что:

• для топлив HN0₃ + НДМГ, N₂0₄ + НДМГ, 0_2ж + керосин – l_прив = (1,0÷1,5)м; - для топлива О_2ж + Н_2ж - l_прив = (0,5 ÷1,0) м.

Определим размеры камеры сгорания. Для цилиндрической камеры сгорания

(6.11) где

Тогда,

(6.12)