Реклама Google — средство выживания форумов :)
от тонкости распыла зависят качество смесеобразования, равномерность и скорость горения топлива.
...Тонкость распыла компонентов топлива является качественным критерием смесеобразования и характеризуется средневесовым диаметром образующихся капель. Чем меньше средний диаметр капель, тем лучше распыл и эффективнее процесс сгорание топлива." http://mo---on.narod.ru/book/JRD.doc
Итак, тонкость распыливания улучшается с увеличением геометрической характеристики форсунки и перепада давлений на ней, уменьшением вязкости и поверхностного натяжения жидкости, а также диаметра сопла форсунки и повышением давления среды, в которую впрыскивается топливо. http://krivda.net/books/...
При прочих равных условиях смешение будет протекать тем интенсивнее, чем мельче газовые струйки компонентов топлива и больше скорость их относительно друг друга. Полнота сгорания топлива в конечном итоге определится отношением времени пребывания рабочего тела в камере сгорания ко времени, потребному для завершения процесса сгорания топлива.
При однородном и тонком распыливании топливо будет быстрее подготовлено к сгоранию http://krivda.net/books/...
Незавершенность химических реакций, именуемая обычно неполнотой сгорания, приводит к снижению энтальпии продуктов сгорания в камере сгорания, что в свою очередь, сказывается на уменьшении скорости истечения и, соответственно, удельного импульса.
Два противоположных высказывания не могут быть оба истинными в одно и то же время, в одном и том же отношении.
нарушений при изготовлении тангенциальных отверстий в форсунках и нарушения из-за этого стабильности гидравлических характеристик смесительных головок. В силу специфики технологии изготовления и контроля, нарушения носят трудновыявляемый и трудновоспроизводимый характер.
Для устранения указанных недостатков на базе смесительной головки камеры двигателя 8Д716 (РД-111) в Приволжском филиале была спроектирована новая смесительная головка, в которой использованы однокомпонентные центробежные форсунки горючего и окислителя РД-107 и РД-108
Полнота сгорания топлива в конечном итоге определится отношением времени пребывания рабочего тела в камере сгорания ко времени, потребному для завершения процесса сгорания топлива. Авиационные двигатели / Жидкостные реактивные двигатели - ЖРД / Жидкостные реактивные двигатели - ЖРД.doc - StudFiles
Как следует из опыта, введение некоторого «загрубления» смесеобразования — увеличение крупности капель, понижение интенсивности перемешивания и т. п.способствует увеличению устойчивости. Эти мероприятия приводят к увеличению среднего времени преобразования тп, и тем самым рабочая точка смещается на графике относительно области неустойчивости вверх, в область устойчивости. ОСНОВА ТЕОРИИ ВЫСОКОЧАСТОТНЫХ ПРОДОЛЬНЫХ КОЛЕБАНИИ
Чтобы не соблюдалось пространственное условие самовозбуждения высокочастотных колебаний, необходимо рассредоточивать (растягивать) горение топлива по всему объему камеры. Для этого головку двигателя рекомендуется оснащать форсунками с различными характеристиками распыления.
Чтобы нарушить временное условие самовозбуждения этих колебаний, можно воздействовать как на величину частот собственных колебаний газа в камере (т. е. на период колебаний Т), так и на величину времени преобразования топлива tп. Период собственных колебаний газа Т можно регулировать изменением соотношений между геометрическими размерами камеры. Например, для уменьшения Т при продольных колебаниях следует сокращать длину камеры, а для уменьшения Т при поперечных колебаниях целесообразно устанавливать перегородки внутри камеры вблизи головки и т. д.
Чтобы изменить время преобразования топлива, необходимо варьировать скорость впрыска и мелкость распыления жидких компонентов топлива, условия смесеобразования, химическую активность компонентов топлива и т. п. Заметим, что величина Т очень мала (например, при f = 1 000 гц, T/2 ~ 0,0005 сек). Поэтому указанные выше воздействия на tп сводятся обычно к тому, чтобы увеличить этот параметр снижением перепада давления на форсунках, ухудшением качества распыления и смесеобразования топлива, заменой топлива на химически менее активное и т.п." /Е. Б. Волков, Л. Г. Головков, Т. А. Сырицын ЖИДКОСТНЫЕ РАКЕТНЫЕ ДВИГАТЕЛИ ОСНОВЫ ТЕОРИИ АГРЕГАТОВ ЖРД И ДВИГАТЕЛЬНЫХ УСТАНОВОК/
Итог испытаний такой камеры оказался неблагоприятным: никакими способами, известными двигателистам в то время, не удалось обеспечить высокочастотную устойчивость процесса сгорания без его ухудшения, т.е. без снижения основной характеристики - удельного импульса тяги. Спонтанное развитие вч-колебаний давления газов в камере, за сотые доли секунды приводивших к большим разрушениям, - сложный процесс, который в то время только начинал проявляться и изучаться. Преодоление этого катастрофического явления было возможно в те годы, в основном, экспериментально. Было выяснено, что такой тип колебаний появляется чаше при увеличении давления в камере, при увеличении её диаметра, в большой степени зависит от системы смесеобразования, и чем оно лучше и полнота сгорания больше, тем вероятнее развитие таких колебаний. ЭВОЛЮЦИЯ КАМЕРЫ РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ПОЛЕТОВ В КОСМОС Анатолий Даром, Вячеслав Рахманин/
Необходимым условием самовозбуждения колебаний (потери устойчивости) является достаточно интенсивное влияние акустических колебаний на скорость горения. Последнее имеет место при расположении пламени в пучности давления. Напротив, если пламя расположено в узле давления некоторого тона колебаний, то самовозбуждения соответствующих ему акустических колебаний невозможны.
Пучность давления расположена у ФГ. Поэтому наиболее благоприятные условия для потери устойчивости возникают, когда горение сосредоточено в узкой зоне, примыкающей к ФГ. Если же длина зоны горения соизмерима с расстоянием до первого узла колебаний давления или превосходит его, то та часть топлива, которая сгорает вблизи этого узла, практически не подвергается влиянию колебаний давления, в результате чего вклад этого участка зоны горения в формирование обратной связи, приводящей к потере устойчивости, будет несущественен. Устойчивость системы в связи с этим повышается. При одной и той же длине зоны горения этот стабилизирующий эффект тем больше, чем ближе узел колебаний давления к ФГ.
Переход от низших тонов акустических колебаний к более высоким также сопровождается приближением узла колебаний давления к ФГ.
Увеличение температуры и массы газа за счет горения и испарения капель вызывает его ускоренное движение. Возникающая вследствие этого разность скоростей газа и капель порождает аэродинамические силы, действующие на каплю. Последние при определенных условиях могут приводить к разрушению капель. Это явление характерно для скоростных камер сгорания
After careful calculations of the effect, enlarging the diameters of the fuel injection orifices was later judged one of the most important single contributions to improved stability chapter 4
Двухкомпонентные форсунки по сравнению с однокомпонент ными имеют следующие преимущества:
- обеспечивают смешение компонентов ещё в жидком виде; позволяют в отдельных случаях улучшить смесеобразование;
- ускоряют протекание как подготовительных процессов,так и самого процесса горения топливной смеси;
- уменьшают необходимый для полного сгорания топлива объём камеры сгорания, а значит, и массу двигателя;
- повышают расходонапряжённость камеры сгорания, т.е. пропускную способность смесительной головки, посравнению с однокомпонентными центробежными форсунками. http://mlbp.narod.ru/uop/rpsrd/posobie.pdf
В силу специфики технологии изготовления и контроля, нарушения носят трудновыявляемый и трудновоспроизводимый характер.
Для устранения указанных недостатков на базе смесительной головки камеры двигателя 8Д716 (РД-111) в Приволжском филиале была спроектирована новая смесительная головка, в которой использованы однокомпонентные центробежные форсунки горючего и окислителя РД-107 и РД-108
Для устранения указанных недостатков на базе смесительной головки камеры двигателя 8Д716 (РД-111)
Произведенные при проектировании смесительной головки расчеты сме
сеобразования показали, что при использовании ее в унифицированной
камере для серийных двигателей РД-107, РД-108 за счет более высокой
полноты сгорания при неизменных секундных расходах компонентов топ
лива обеспечивается повышение давления в камерах двигателя РД-108 с
54,2 кгс/см2 абс. до ∼ 55, 5 кгс/см2, а в камерах двигателя РД-107 с
59,7 кгс/см2 абс. до ∼ 61, 2 кгс/см2.
За счет улучшения полноты сгорания, а также частично за счет умень
шения доли суммарного расхода, подаваемого в пристеночный слой с низ
кими значениями соотношения компонентов топлива, планировалось повы
шение удельного импульса тяги двигателей. http://www.ebiblioteka.lt/resursai/.../2003-2sv/sgu032sv_15.pdf