Реклама Google — средство выживания форумов :)
Что то здесь не все чисто с этой программой.
"товарищ советский профессор доктор физико-математических наук..."
Уважаемый г-н Попов!
ФОРСУНОЧНАЯ ГОЛОВКА — головка камеры сгорания или газогенератора ЖРД с форсунками для впрыска, распыливания и смешения жидких компонентов ракетного топлива (см. Смесительная головка).
Углы, определяющие направление струй впрыска компонентов топли¬ва одноструйными форсунками, должны быть выбраны так, чтобы результи¬рующий вектор количества движения после столкновения струй имел осе¬вое направление, т.е. параллельное оси камеры двигателя.
При увеличении угла соударений струй средний диаметр капель уменьшается в связи с увеличением относительной скоростижидкостей струй в точке соударения. Это способствует более равномерному распределению топ¬лива по поперечному сечению факела. Одновременно улучшается однород¬ность смешиваемых компонентов топлива.
Оптимальными углами соударения струй, создаваемых струйными форсунками, следует считать 80—100°, так как при больших углах значитель¬ная часть распыливаемой жидкости будет отлетать в сторону головки, что ухудшит смесеобразование, а при малых углах соударения струй (60° и мень¬ше) образуется резко выраженная неравномерность расходонапряженности в ядре факела и удлиняется камера сгорания за счет увеличения зоны перемеши¬вания компонентов. http://nashaucheba.ru/v53230/...
Оптимальными углами соударения струй, создаваемых струйными форсунками, следует считать 80—100°, так как при больших углах значитель¬ная часть распыливаемой жидкости будет отлетать в сторону головки, что ухудшит смесеобразование, а при малых углах соударения струй (60° и мень¬ше) образуется резко выраженная неравномерность расходонапряженности в ядре факела и удлиняется камера сгорания за счет увеличения зоны перемеши¬вания компонентов.
Table 5 PFRT injector specifications
Injector pattern
Fuel element type Doublet
Impingement half-angle, deg 20
Orifice diameter, mm 5.79
Orifice spacing, mm 10.6
Oxidizer element type Triplet
Impingement half-angle, deg 20
Orifice diameter, mm 4.70
Orifice spacing, mm 10.6
Nominal injection conditions
Fuel injection velocity, m/s 23.2
Fuel-side pressure drop, kPa 1975
Oxidizer injection velocity, m/s 46.6
Oxidizer-side pressure drop, kPa 2424
Fraction of fuel used as film coolant, % 10.9
Fraction of total outer fuel ring flow, % 100
...Final selection of the PFRT injector configuration was made
in June 1963. The 5U pattern had clearly exhibited the most
favorable combustion characteristics. 5U-flatface injectors exhibited
a specific impulse of 261 s at sea level ( I s above
requirements), while that of the 5U-baffled version was 252
s due to fuel baffle cooling requirements. No self-triggered
instabilities had been experienced with either configuration
fitted with hydraulic modification kits 1 or 2, and face burning
behind the injector rings had been eliminated.
...Final selection of the PFRT injector configuration was made
in June 1963. The 5U pattern had clearly exhibited the most
favorable combustion characteristics. 5U-flatface injectors exhibited
a specific impulse of 261 s at sea level ( I s above
requirements), while that of the 5U-baffled version was 252
s due to fuel baffle cooling requirements. No self-triggered
instabilities had been experienced with either configuration
fitted with hydraulic modification kits 1 or 2, and face burning
behind the injector rings had been eliminated.
выступающие форсунки растягивают зону горения, что также уменьшает возможность возникновения высокочастотных явлений.
One cause of this was attributed to the Klystron effect discussed earlier.The second cause was attributed to excess film coolant being projected into the combustion zone. Each of the above two effects would result in a distinct increase in local combustion rate and, as a consequence, chamber pressure.
While the Klystron effect appears to be of some consequence, excess film coolant emerged as a dominant factor causing resurging.
A test program using injector units 081 and 082 to determine the effects of reduced film coolant on frequency of resurging, compatibility, and performance demonstrated a significant reduction in the incidence of resurging. An increase in performance attributed to reduced fuel film coolant was also observed.
Seventy percent of the incoming fuel is used for combustion chamber cooling. The remaining 30% enters directly into the injector manifold and is mixed with return coolant fuel.
Tests with design changes to produce larger fuel drops and higher relative velocity between the drops and the gaseous oxygen showed that the zone of vigorous burning moved downstream and improved stability.
Analysis of combustion characteristics produced by the FRT configuration clearly indicated that most of the combustion process occurred beyond the baffle region.
If the combustion zone was moved to a region downstream where the oxidizer vapor concentration was essentially uniform, displacement effects decayed to a level incapable of supporting instability.
Immediately following impingement, a spray fan or sheet is formed. Either because of disturbances already growing in the jets or because the sheet is itself unstable (possibly for both reasons), the sheet breaks up. There are several forms of the breakup but, in any event, a cloud of liquid drops or droplets is formed having a fairly broad distribution of size and velocity. Because of the surrounding atmosphere of moving gases, the sheet and the drops are subject to shear forces that encourage breakup of both. In a combustion chamber, these processes take place in an atmosphere consisting of combustion product gases and reactant gases as well.
The relatively greater amount of oxidizer, coupled with higher momentum, produced a zone into which virtually no fuel penetrated. The fuel fail appeared to be split such that fuel was displaced to either side of the oxidizer and forced directly away from the point of impingement.
Improved performance and damping characteristics were attributed to an increase in the oxidizer flow in the outer baffle compartments by approximately 90.7 kg/s (200 Ibm/s) and improved mixture ratio distribution. In 703 engine tests (61,564 s) at the 6770 kN (1,522,000 Ibf) thrust level, an average engine specific impulse of 265.4 s, and a characteristic velocity efficiency, of 94.32% were observed.
Large
orifice diameters cause greater concentration of the propellant in the center of the spray, and therefore spread the propellant combustion longitudinally in the thrust chamber. Smaller orifices generate smaller droplets and provide a more concentrated
area of energy release close to the injector face. Axial distribution of fuel droplet, vaporizing in a uniform GOX environment, minimized acoustic coupling by moving the flame zone away from the injector face such that a fuel-lean condition in the gas-phase was achieved.
выступающие форсунки растягивают зону горения, что также уменьшает возможность возникновения высокочастотных явлений.
One cause of this was attributed to the Klystron effect discussed earlier.The second cause was attributed to excess film coolant being projected into the combustion zone. Each of the above two effects would result in a distinct increase in local combustion rate and, as a consequence, chamber pressure.
While the Klystron effect appears to be of some consequence, excess film coolant emerged as a dominant factor causing resurging.
A test program using injector units 081 and 082 to determine the effects of reduced film coolant on frequency of resurging, compatibility, and performance demonstrated a significant reduction in the incidence of resurging. An increase in performance attributed to reduced fuel film coolant was also observed.
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
например, в основной камере сгорания на взлётном и максимальом режимах работы газотурбинного двигателя около 100%; Коэффициент полноты сгорания топлива
Афон, сколько раз повторять: горение происходит при стехиометрическом соотношении. Ни при какой такой "меньшей доле кислорода" горение не происходит. Идиот-клуб [8] [Nikomo#20.02.13 22:42]
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. ...Топливо, состоящее из наиболее крупных капель, будет запаздывать с завершением смесеобразования и, следовательно, с завершением процесса диффузионно-турбулентного сгорания.
Колебания низкой частоты возникают главным образом в результате взаимодействия камеры двигателя с системой топливоподачи. Камера при этом служит либо усилителем мощности колебаний, либо вместе с системой подачи образует автоколебательный контур. Основной причиной этих колебаний является временное запаздывание превращения жидкого топлива в газообразные продукты сгорания, т. е. наличие конечного времени преобразования τn. это значит, что каждая порция топлива, попадая в камеру, сгорает не мгновенно, а по истечении некоторого малого, но конечного промежутка времени τn. Наличие τn приводит к тому, что при изменении расхода жидкого топлива давление в камере принимает значение, соответствующее изменённому расходу, не сразу, не мгновенно, а через τn секунд. Таким образом, в ЖРД между расходом топлива и давлением в камере существует обратная связь, причём эта связь является запаздывающей. Для систем с запаздывающей обратной связью стационарный режим при определённых сочетаниях величины и вида запаздывания, величины обратной связи и значений других параметров системы может быть неустойчивым. В таких системах без воздействия внешних периодических сил возможно установление колебательных режимов.
Рассмотрим процесс установления колебаний в двигателе самой простейшей схемы – в однокомпонентном ЖРД с баллонной подачей топлива и короткими трубопроводами. Чтобы исключить влияние процессов в системе подачи на процесс в камере, будем полагать, что давление перед форсунками поддерживается постоянным (ρф=const) и горение топлива описывается ступенчатой кривой выгорания, которая показывает, что каждая поступающая в камеру порция топлива некоторое время (условное τn) не горит, а затем мгновенно превращается в конечные продукты реакции. Согласно этой схеме в камере в каждый момент сгорают те порции топлива, которые поступили в неё τn секунд назад. Предположим, что в некоторый момент времени t1 в результате каких-либо случайных причин давление в камере упало и стало равно рк1 Неустойчивое горение в ЖРД является нежелательным явлением, так как оно приводит к разрушению конструкции, что в конечном счёте снижает надёжность двигателя. Неустойчивость горения возникает в результате взаимодействия между процессом горения и динамическими процессами течения в двигателе. Анализ опытных фактов указывает на то, что неустойчивое горение в ЖРД является автоколебательным процессом, совершаемым в автоколебательной системе : камера сгорания и зона горения.
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
aФон> Но сами разработчики напирают именно на улучшение форсунок
Афон, Вы русский язык понимаете? Читайте внимательно. Не поймете, еще раз прочитайте, что написано: "применены новые форсуночные головки". Опять не доходит, да?
ФГ не тождественна одной форсунке, Афон.
Nikomo>> Афон, Вы русский язык понимаете? Читайте внимательно. Не поймете, еще раз прочитайте, что написано: "применены новые форсуночные головки"
aФон> Конечно новые, были двухкомпонентные, а стали однокомпонентные, центробежные
Нет, Афон, похоже, Вы русский язык не понимаете. Скажите, Афон, можно так сказать по-русски: "центробежные форсуночные головки"? По-русски так не говорят. По русски говорят так: "центробежные форсунки".
Исследование работы ЖРД показало, что качество процесса смесеобразования и удельная тяга зависят от конструкции головки, формы ее, расположения и типа форсунок. Расположение форсунок влияет также на условия горения и теплообмен в камере ЖРД.