Расчет форсунок

 

Расчет площади и ширины форсуночной головки, объема и длины камеры сгорания. Расчет суммарного расхода топлива и отдельных компонентов (водорода, фтора, гелия, дейтерия). Расчет форсунок для подачи компонентов (площади и диаметра проходного отверстия).

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже.

Подобные документы

Расчет необходимого объема воздуха и объема продуктов сгорания топлива. Составление теплового баланса котла. Определение температуры газов в зоне горения топлива. Расчет геометрических параметров топки. Площади поверхностей топки и камеры догорания.

курсовая работа [477,7 K], добавлен 01.04.2011

Расчет объема продуктов сгорания и воздуха. Тепловой баланс, коэффициент полезного действия и расход топлива котельного агрегата. Тепловой расчет топочной камеры. Расчет конвективных поверхностей нагрева и экономайзера. Составление прямого баланса.

курсовая работа [756,1 K], добавлен 05.08.2011

Расчет горения топлива. Объёмы компонентов продуктов сгорания, истинная энтальпия. Время нагрева металла в печи с плоскопламенными горелками. Расчет основных размеров печи. Определение расхода топлива. Выбор горелок для нагрева круглых труб в пакетах.

контрольная работа [364,2 K], добавлен 07.08.2013

Расчет объемов и энтальпии воздуха и продуктов сгорания. Расчетный тепловой баланс и расход топлива котельного агрегата. Проверочный расчет топочной камеры. Конвективные поверхности нагрева. Расчет водяного экономайзера. Расход продуктов сгорания.

курсовая работа [1,9 M], добавлен 11.04.2012

Этапы разработки сушильной установки: расчет энтальпии и влагосодержания продуктов сгорания топлива, расхода (суммарного, полезного, удельного) теплоты, коэффициента теплоотдачи, средней скорости сушильного агента и степени заполнения барабана песком.

практическая работа [32,9 K], добавлен 06.03.2010

Проектно-экономические параметры парогенератора. Привязка расчета горения топлива к котлоагрегату. Тепловой баланс парогенератора и расход топлива. Расчет характеристик топки, площади поверхности стен топки и площади лучевоспринимающей поверхности топки.

курсовая работа [444,2 K], добавлен 03.01.2011

Расчет теоретического объёма расхода воздуха, необходимого для горения природного газа и расчет реального объёма сгорания, а также расчет теоретического и реального объёма продуктов сгорания. Сопоставление расчетов, используя коэффициент избытка воздуха.

лабораторная работа [15,3 K], добавлен 22.06.2010

Паровые котлы типа ДКВР, их типоразмеры, конструкция. Устройство чугунных экономайзеров. Характеристики каменных и бурых углей. Расчет объемов продуктов сгорания, КПД и расхода топлива, топочной камеры, конвективных пучков, водяных экономайзеров.

курсовая работа [337,9 K], добавлен 07.02.2011

Расчет средней температуры воды, среднелогарифмического температурного напора из уравнения теплового баланса. Определение площади проходного и внутреннего сечения трубок для воды. Расчет коэффициента теплопередачи кожухотрубного теплообменного аппарата.

курсовая работа [123,7 K], добавлен 21.12.2011

Определение диаметра гидроцилиндра и штока. Расчет наибольшего и наименьшего расходов рабочей жидкости в гидролиниях. Определение типоразмера гидрораспределителя. Выбор гидронасоса, вместимости гидробака и расчет площади теплоизлучающих поверхностей.

курсовая работа [1,1 M], добавлен 24.10.2012

www. allbest. ru/

www. allbest. ru/

Министерство образования Российской Федерации Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Ижевский Государственный Технический Университет Приборостроительный факультет

где(1) Pk - давление в камере сгорания, Pk=1 кг/см 2 ;

Удельная мощность излучения с суммарного расхода топливной смеси (2):

(2)

Wf - удельная мощность излучения на расход атомарного фтора,

Wf= ;

?1 - коэффициент избытка окислителя, ?1=2.2;

?1 - коэффициент избытка разбавителя, ?1=10;

?2 - коэффициент избытка вторичного горючего (37),

где (3) ?1 - коэффициент избытка вторичного горючего в резонаторе из рисунка 23, ?1=0.95 Найдем суммарный расход топливной смеси (4):

кг/с,

где (4) Pr - мощность необходимая для решения поставленной задачи, Pr=415000 Вт (полная мощность с учетом потерь и запасом по мощности 15%);

k1 - коэффициент учитывающий, что мощность снимается не со всего объема резонатора, k1=1.5;

N? - удельная мощность излучения с суммарного расхода топливной смеси, кг/с;

Массовый расход топливной смеси через ГАФ (5):

кг/с,

где (5) m? - суммарный расход топливной смеси;

?1 - коэффициент избытка окислителя;

?1 - коэффициент избытка разбавителя;

Расход отдельных компонентов:

где (8) mH2 - расход водорода;

?1 - коэффициент избытка окислителя;

?1 - коэффициент избытка разбавителя.

Расход дейтерия(9):

кг/с,

где (9) mH2 - расход водорода, кг/с;

?1 - коэффициент избытка окислителя, ?1=2.2;

?2 - коэффициент избытка вторичного горючего, ?2=13.333;

1.2 Расчет форсуночной головки и камеры сгорания

Для подачи компонентов в камеру сгорания ГАФ, которые находятся в газообразном состоянии, как правило, используются газовые форсунки. Перепад давления в таких форсунках обычно выбирается из диапазона ?P=2?5 кг/см 2. Число форсунок зависит от размеров форсуночной головки и шага форсунок. Шаг форсунок выбирается в зависимости от их расположения с учетом возможно более равномерного распределения по сечению камеры сгорания соотношения компонентов и расходо напряженности, а также защиты стенок камеры сгорания от прогара. Расположение форсунок связано с ориентацией их осей, которые могут быть либо параллельны друг другу, либо пересекаться под углом. В камерах сгорания ГАФ, работающих на однокомпонентных форсунках, для обеспечения хорошего смешения форсунки первичного горючего и окислителя равномерно чередуют с шагом 5?10 мм [1,2].

Площадь поверхности форсуночной головки SФ обычно соответствует площади поверхности соплового блока (СБ) Sсб. которая определяется через удельную мощность излучения на единицу площади СБ - WS :

Площадь форсуночной головки (10):

м 2,где (10)

Pr - мощность необходимая для решения поставленной задачи;

k1 - коэффициент учитывающий что мощность снимается не со всего объема резонатора;

Ws - удельная мощность на единицу площади, задается в пределах от Вт/м 2. Ws= Вт/м 2 ;

Найдем ширину форсуночной головки(11):

где (11) Sсб - площадь соплового блока;

Hf - высота соплового блока, м;

Для расчета объема и длины камеры сгорания необходимо знать молярную массу смеси:

Определим объем КС. Условное время пребывания реагирующих в КС компонентов примем 0.003 с из диапазона 0.001?0.003с, однако оптимальная длина камеры сгорания лежит в области 20-30 см, поэтому немного увеличим время нахождения смеси в ГАФ до 0.005. Тогда объем камеры сгорания равен (12):

Tk - температура смеси в КС, Tk = 1593 К (из термодинамических расчетов);

? - молярная масса смеси, ? = 0.0092 кг/моль (из термодинамических расчетов);

Pk1 - давление в КС, Pk1 = 10 5 Па.

Длина камеры сгорания(13):

м, где (13)

Vk - объем КС, м 3 ;

Hf - высота форсуночной головки;

B1 - ширина форсуночной головки.

1.3 Расчет форсунок для подачи компонентов

Для подачи компонентов в КС целесообразно использовать струйные форсунки. Перепад давлений в таких форсунках выбирается в пределах ?P=2-5 кг/см 2 [1,2].

Рисунок 1. Однокомпонентная газовая форсунка

Форсунки для подачи водорода:

Определим режим истечения: примем значение перепада давления в форсунках ?P =2 кг/см 2. то есть давление в форсунках PФ =3 кг/см 2. тогда:

где (14) Pk - давление в камере сгорания (КС), Pk =1 кг/см 2 ;

PФ - давление в форсунке, PФ =3 кг/см 2 ;

kp - показатель адиабаты, из термодинамического расчета kp =1.49.

, следовательно, режим истечения - сверхкритический.

Площадь проходного отверстия форсунки(15):

м 2 ,

где (15) mH2 - расход водорода, mH 2= кг/с;

?1 - коэффициент расхода, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения в реальной форсунке, ?1 =0.8;

где(17) klф - коэффициент учитывающий скорость газового потока, klф=1.5;

Форсунки для фтора:

Площадь проходного отверстия форсунки(18):

м 2 ,

Где (19) mF2 - расход водорода, mF 2=0.018 кг/с;

?1 - коэффициент расхода, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения в реальной форсунке, ?1 =0.8;

Длина форсунки(21):

где (21) klф - коэффициент учитывающий скорость газового потока, klф=1.5;

Форсунки для подачи гелия:

Площадь проходного отверстия форсунки (22):

м 2 ,

где (22) mHe - расход гелия, mHe=0.01 кг/с;

?1 - коэффициент расхода, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения в реальной форсунке, ?1 =0.8;

где lф - коэффициент смещения берется от 20 до 40, lф=20;

lш - шаг форсунок, lш=37,7 (рисунок 2);

Рисунок 2. Форсуночная головка со схемой расположения форсунок (масштаб не соблюден).

Расчет форсунок для дейтерия

Найдем площадь проходного отверстия форсунки(26):

м 2 ,

Где (26) mD2 - расход водорода, mD2= кг/с;

?1 - коэффициент расхода, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения в реальной форсунке, ?1 =0.8;

где (28) klф - коэффициент учитывающий скорость газового потока, klф=1.5;

Найдем зону смешения для атомарного фтора и дейтерия(29):

см,

где (29) ?Lотв - шаг отверстий в трубке, ?Lотв =0.340 см;

Найдем площадь проходного отверстия трубки для дейтерия(30):

м 2 ,

где (30) mD2 - расход дейтерия, mD2= кг/с;

Nтр - количество трубок, Nтр =84;

?1 - коэффициент расхода, учитывающий сужение струи и уменьшение действительной скорости течения в реальной форсунке, ?1 =0.8;

Rr - универсальная газовая постоянная, 8.314 Дж/(кг•моль);

?D2 - молярная масса смеси, ?D2 = 0.004 кг/моль (из термодинамических расчетов);

Диаметр проходного отверстия трубки(31):

м. (31)

Внешний диаметр трубки(32):

м, (32)

Lтр - толщина стенки трубки, м;

форсунка топливо камера

Список литературы

1. Федоров И. А. Непрерывные химические лазеры на рабочих молекулах фтористого водорода и фтористого дейтерия: Учебное пособие в 2-х кн.; Кн.1 Балт. гос. техн. университет. СПб, 1994, 125с.

2. Федоров И. А. Непрерывные химические лазеры на рабочих молекулах фтористого водорода и фтористого дейтерия :Учебное пособие в 2-х кн.; Кн.2 Балт. гос. техн. университет. СПб, 1994, 186с.

 



  • На главную
    [© 2014 Форсунки