Расчет камеры сгорания: Репозиторий Самарского национального исследовательского университета имени академика С.П. Королёва: Недопустимый идентификатор

Расчет камеры сгорания. Расчет и профилирование проточной части винтовентиляторного двигателя

Баллистическая ракета РД-583 (РН Зенит-3)

2) Профилирование камеры сгорания и сопла.

3) Построить график изменения газодинамических характеристик потока: скорости W, давления p и температуры T по длине сопла.
1.Краткие теоретические сведения о Р-5
В конструкции ракеты Р-5 впервые оба топливных бака были сделаны несущими…

Баллистическая ракета РД-583 (РН Зенит-3)

3.Профилирование камеры сгорания и сопла

Исходные данные:
Тяга ракетного двигателя P=440 кН
Давление на срезе сопла pa=50кПа
Давление за срезом сопла ph=100кПа
Газовая постоянная на срезе сопла Ra=317
Температура на срезе сопла Ta=2362 К
Скорость продуктов сгорания на срезе сопла Wa=3020…

Газотурбинный двигатель для привода электрогенератора на базе ДО-49

3. РАСЧЕТ И ПОСТРОЕНИЕ ЭСКИЗА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

компрессор газотурбинный двигатель диффузор
Камеры сгорания — важный узел двигателя, работающий в тяжелых условиях механических нагрузок и высоких тепловых напряжений. ..

Расчет и профилирование проточной части компрессора воздушно-реактивного двигателя

3. Проектирование камеры сгорания

компрессор турбина реактивное сопло лопатка
Расчет камеры сгорания проводится по методике [4].
Камеры сгорания газотурбинных двигателей и установок представляют собой наиболее сложный узел…

Расчет и профилирование проточной части компрессора воздушно-реактивного двигателя

3.2 Расчет кольцевой камеры сгорания на ПЭВМ

Таблица 3.1- исходные данные:
38.9 766.0 1485.0 2077000 0.950 0.980 0.99 0.85
14.8 43e6 3.570 0.5 1.5
0.517 0.919 0.608 0.798 1.30 0.519
0.942 0.612 0.556 0.550 1.000
0.667 2.600 0.556 0.600 1.06
1.000 1.000 1.000
Расчет выполняем с помощью программы GDR KS.EXE.
Таблица 3…

Расчет камеры жидкостного ракетного двигателя

4.3 Определение объёма камеры сгорания двигателя

Vk = Vц + Vc — объём камеры
Vц — объём цилиндрической части камеры, Vc — объём сужающейся части камеры…

Расчет камеры жидкостного ракетного двигателя

5.

2 Протяженность цилиндрической части камеры сгорания

а) Объём сужающейся части сопла
б) Объём цилиндрической части камеры:
Vц = Vk — Vc = 0,0084 — = 0…

Расчет камеры жидкостного ракетного двигателя

9. Проектировочный расчет системы охлаждения камеры сгорания

Эффективность системы охладителя камер ЖРД во многом определяет надежность и экономичность двигателя…

Расчет камеры жидкостного ракетного двигателя

10. Проектировочный прочностной расчет узлов камеры сгорания

Цель расчета состоит в определении толщин основных элементов камеры:
— днищ форсуночной головки;
— наружной оболочки цилиндрической части камеры…

Расчет основных проектных параметров ЖРД

7. Построение профиля камеры сгорания

7.1 Профилирование докритической части канала
Расчёт докритической части канала, и построение профиля производится на основе эмпирических зависимостей…

Расчет основных узлов газотурбинного двигателя

2. РАСЧЕТ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ

На проектируемой установке камера сгорания размещается в кольцевом пространстве над компрессором, что объясняется требованиями сокращения осевых габаритов двигателя. ..

Расчет основных узлов газотурбинного двигателя

2.2 Расчет камеры сгорания

Расход топлива
Расходы воздуха в характерных сечениях КС:
;…

Тепловой расчет двигателя внутреннего сгорания Д-240

2.4 Расчёт процесса сгорания

2.4.1 Термохимический расчет
Теоретически необходимое количество воздуха для сгорания 1 кг топлива
где С, Н, ОТ — элементный состав топлива в массовых долях. Для дизтоплива С=0,870, Н=0,126, ОТ=0,004…

Тепловой расчёт двигателя внутреннего сгорания марки 8ЧНСП 3А 22/28-2 и построение индикаторной диаграммы

Выбор камеры сгорания и способа смесеобразования

В связи с тем, что при сгорании необходимо обеспечить тонкость распыливания топлива, и распределить его мелкие капели равномерно по пространству камеры сгорания, выбираем неразделенную камеру сгорания с объёмным способом смесеобразования…

Узел компрессора газотурбинного двигателя

6. Расчет наружного корпуса камеры сгорания на прочность от действия перепада давлений

Напряжённое состояние оболочки, за исключением участков, расположенных вблизи фланцев или мест действия сосредоточенных сил, достаточно точно определится на основании безмоментной теории [5]. ..

ЭБ СПбПУ — Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Основы теории и алгоритм расчета: учебное пособие

Название: Камеры сгорания газотурбинных двигателей. Основы теории и алгоритм расчета: учебное пособие Авторы: Митрофанов Валерий Александрович; Рудаков Олег Александрович; Сигалов Юрий Викторович; Рассохин Виктор Александрович; Раков Геннадий Леонидович; Оленников Сергей Юрьевич Организация: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Выходные сведения: Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2006 Электронная публикация: Санкт-Петербург, 2020 Коллекция: Учебная и учебно-методическая литература; Общая коллекция Тематика: Газотурбинные двигатели — Камеры сгорания УДК: 621.452.3(075.8) Тип документа: Учебник Тип файла: PDF Язык: Русский Код специальности ФГОС: 13. 00.00; 15.00.00 Группа специальностей ФГОС: 130000 — Электро- и теплоэнергетика; 150000 — Машиностроение DOI: 10.18720/SPBPU/2/si20-53 Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение, печать, копирование) Ключ записи: RU\SPSTU\edoc\62604 Разрешенные действия: – Действие ‘Прочитать’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Действие ‘Загрузить’ будет доступно, если вы выполните вход в систему или будете работать с сайтом на компьютере в другой сети Группа: Анонимные пользователи Сеть: Интернет

Аннотация

Пособие соответствует государственному образовательному стандарту бакалаврской и инженерной подготовки направлений 160300 «Двигатели летательных аппаратов», 140100 «Теплоэнергетика» и 140500 «Энергомашиностроение». Представлена последовательность расчетов размеров проточной части камеры сгорания и интегральных показателей ее рабочего процесса (характеристик): коэффициента полноты сгорания топлива; индексов эмиссии оксидов азота, монооксидов углерода, углеводородов, бенз(а)пирена и числа дымности; потерь полного давления; коэффициентов неравномерности окружного и радиального поля температуры газа перед турбиной; диапазона устойчивого горения при обеднении и обогащении топливовоздушной смеси; параметров запуска камеры сгорания во всеклиматических условиях; теплового состояния стенки жаровой трубы. В расчете учитывается назначение газотурбинного двигателя: для стационарных энергетических установок; для гражданской авиации, наземного транспорта и судостроения; для многорежимных двигателей военного применения. Предназначено для подготовки инженеров по специальностям 160301 «Авиационные двигатели и энергетические установки», 140101 «Тепловые электрические станции» и 140503 «Газотурбинные, паротурбинные установки и двигатели» и может быть полезно научным работникам и специалистам, занимающимся проектированием газотурбинных двигателей.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Санкт-Петербургского государственного политехнического университета.

Права на использование объекта хранения

Оглавление

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Основы теории камеры сгорания
• 2. Расчет размеров проточной части камеры сгорания
• 3. Расчет медианного диаметра капель распыленного топлива
• 4. Параметры двигателя

Статистика использования

Как рассчитать степень сжатия и рабочий объем двигателя

При создании двигателя с нуля расчет степени сжатия (CR) является необходимым шагом по ряду причин, начиная от соблюдения сводов правил гонок до получения форы на старте. тюнинг.

По определению, степень сжатия – это общий рабочий объем цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке (НМТ), разделенный на общий сжатый объем с поршнем в верхней мертвой точке (ВМТ). Вскоре мы обсудим процедуры и формулы для определения объемов качания и сжатия; но сначала давайте рассмотрим последствия незнания CR двигателя.

На степень сжатия существенно влияет объем зазора деки, расстояние между днищем поршня в ВМТ и высотой поверхности деки. Сначала установите поршень в ВМТ, затем обнулите циферблатный индикатор на поверхности деки блока цилиндров. Переместите индикатор к плоскости платформы поршня, чтобы определить, насколько поршень находится ниже или выше платформы блока. В этом примере это 0,005 дюйма. напишите номер на поршне в качестве проверки для удобства сравнения.

«Слишком слабое сжатие обычно приводит к неудовлетворительным ожиданиям по производительности. С другой стороны [слишком сильное сжатие] влечет за собой больший риск при настройке и потенциальный отказ компонентов, если не используется соответственно лучшее топливо», — говорит Алан Стивенсон из JE Pistons. «В приложениях с принудительной индукцией (FI) ошибиться на низком уровне намного безопаснее, чем испытывать удачу на высоком уровне. Окно настройки расширяется и обеспечивает большую безопасность в случае проблем с давлением или подачей топлива или даже с плохой партией газа. И, если мощности недостаточно, еще один или два фунта наддува легко компенсируют разницу».

Объем зазора в деке зависит от высоты деки блока, хода коленчатого вала, длины штока и компрессионной высоты поршней. Обратите внимание, что отверстие поршневого пальца находится дальше от головки поршня слева. Поршень с более короткой высотой сжатия справа позволяет использовать более длинные штоки, более длинный ход или более короткую высоту деки. Производитель поршня предоставит высоту сжатия для ваших расчетов.

Ряд санкционирующих органов ограничивает степень сжатия двигателя в зависимости от класса или области применения. Если CR рассчитан неправильно, то гонщик может быть оштрафован за мошенничество, если официальные лица обнаружат, что он слишком высок. С другой стороны, если CR ниже разрешенного максимума, то гонщик теряет лошадиные силы. Даже если нет правил для CR, гонщик может быть ограничен определенным топливом. Знание CR обеспечит прочную основу для стратегии настройки.

Бюретка и специальные приспособления необходимы для измерения объема камеры сгорания. Как и при измерении объема купола поршня, ключевым моментом является герметизация камеры прозрачной пластиной и измерение количества жидкости, необходимой для заполнения камеры.

Для тех, кто не занимается гонками, полезно знать и понимать данные, необходимые для расчета CR, особенно при сборке двигателя с нуля. Например, при заказе поршней технические представители компании должны знать ряд факторов, чтобы обеспечить желаемую или, по крайней мере, безопасную степень сжатия. Если у вас есть бывший в употреблении блок и вы не знаете высоту деки, или вы купили комплект головок и не знаете объем камеры сгорания, то вероятность проблем, упомянутых Стивенсоном, вполне вероятна.

Чтобы рассчитать объем купола: сначала поместите поршень на измеренное расстояние в цилиндр, убедившись, что купол находится ниже платформы. В этом примере поршень находится в отверстии диаметром 0,150 дюйма. Рассчитайте открытый объем цилиндра. Объем= (π) x (квадрат радиуса отверстия) x (высота открытого цилиндра). В этом примере диаметр цилиндра (4,600 дюйма) и открытый цилиндр 1,5 дюйма составляют 40,9 куб.см. Используя бюретку и прозрачную тарелку, заполните цилиндр жидкостью и отметьте, сколько ее нужно. Здесь было около 35,8 куб.см. Вычтите количество использованной жидкости из рассчитанного объема цилиндра. Разница в объеме купола.

Математика

В старые времена вычисление CR означало использование логарифмической линейки (очень давно) или работу с набором формул на ручном калькуляторе. Сегодня найти онлайн-калькуляторы, которые быстро выдают результаты, можно всего одним щелчком мыши. Но, как гласит старая поговорка, качество компьютера зависит от качества информации, которую он получает.

Измерения, необходимые для определения CR:

• Диаметр отверстия цилиндра
• Длина хода коленчатого вала
• Диаметр отверстия под прокладку головки блока цилиндров
• Толщина прокладки головки блока цилиндров в сжатом состоянии
• Объем камеры сгорания
• Объем купола поршня
• Объем зазора поршневой деки

больше, таких как длина штока и расстояние от первого компрессионного кольца до верхней части поршня. Последнее поможет обеспечить объем над верхним кольцом, но это измерение обычно не оказывает существенного влияния на окончательный расчет и используется только в очень важных приложениях.

Большинство прокладок, таких как этот блок JE Pro Seal, предоставляют значения объема и толщины в сжатом состоянии, чтобы помочь вычислить CR.

Онлайн-калькуляторы обычно предлагают выбор ввода всех измерений в дюймах или метрических единицах, за исключением объемов камеры сгорания и поршня, которые всегда вводятся в кубических сантиметрах или кубических сантиметрах.

Многие из сегодняшних поставщиков запасных частей предоставляют свои соответствующие измерения для готовых деталей, что является более чем половиной успеха в быстром определении CR вашего двигателя с разумной точностью.

«Слишком много людей зацикливаются на десятых долях точки в CR, но не понимают эффектов гидродинамики из-за, например, правильного выбора кулачка и фазы», ​​— говорит Стивенсон. «Если все остальное хорошо согласовано, разница в 0,1 отношения незначительна для чего-либо, кроме профессиональных гонок с максимальными усилиями».

Он украшен?

Высота платформы — это единственное измерение, которое производитель двигателя должен выполнить для точного расчета. Даже с новым блоком цилиндров, новыми шатунами и новыми поршнями может быть значительная разница, если сложить высоту деки и попытаться вычесть половину хода, длины шатуна и высоты сжатия. И если блок использовался, и вы не уверены в его истории, есть вероятность, что его поверхность могла быть фрезерована, что изменило бы высоту деки.

Чтобы рассчитать CC головки блока цилиндров, используйте кусок прозрачного акрила с отверстием. Слегка наклоните голову, чтобы отверстие оказалось в самой высокой точке. Используйте бюретку и измерьте, сколько жидкости требуется для заполнения камеры сгорания.  

«Наиболее упускаемым из виду параметром является высота блока. Это имеет решающее значение для точности степени сжатия, поскольку разница в зазоре в 0,020 дюйма приводит к значительному изменению CR», — предупреждает Стивенсон.

Опять же, CR рассчитывается путем деления общего рабочего объема на общий сжатый объем. Вот что нужно для определения каждой из этих сумм:

Рабочий объем равен объему цилиндра + объему зазора + объему поршня + объему прокладки + объему камеры. Сжатый объем равен объему зазора + объем прокладки + объем поршня + объем камеры.

Все коэффициенты должны иметь одинаковое числовое значение. При ручном расчете это обычно указывается в кубических сантиметрах или кубических сантиметрах. Большинство онлайн-калькуляторов автоматически преобразуют стандартные размеры в метрические и рассчитывают такие значения, как объем зазора, если вы правильно ввели диаметр цилиндра и зазор по высоте платформы. Онлайн-калькуляторы также могут рассчитать объем прокладки с правильной толщиной и диаметром отверстия, но многие производители прокладок предоставляют эту информацию в своих каталогах или на упаковке.

Используйте циферблатный индикатор для определения верхней мертвой точки. Магнитное основание делает эту работу быстрой и точной.  

Идентификация Speaks Volumes

Опять же, производительные компании послепродажного обслуживания обычно поставляют требуемые номера с новыми деталями. Производители поршней предоставляют объем купола/тарелки в + или — кубических сантиметрах, а производители головок цилиндров предлагают свои продукты с различными объемами, чтобы помочь достичь желаемой степени сжатия. Однако никогда не помешает подтвердить своими собственными измерениями.

«Двигатели внутреннего сгорания требуют достаточно жесткого контроля размеров для надежной работы, поэтому отклонения размеров должны находиться в допустимых пределах. Контроль качества на уровне производства предотвращает выпуск несоответствующей продукции в эксплуатацию», — объясняет Стивенсон. «Конечно, ничто не может быть стопроцентным, поэтому тщательные измерения являются стандартной практикой для механических мастерских и производителей двигателей. Предполагать и не измерять почти гарантирует дорогой и беспорядочный результат».

У опытных моторостроителей есть соответствующие инструменты для выполнения всех необходимых измерений, такие как нутромер и циферблатный индикатор. Самые утомительные измерения — это объем поршня и объем камеры сгорания. Необходимы бюретка, окрашенная жидкость и специальные приспособления, как указано на прилагаемых фотографиях.

Различия в обработке могут повлиять на зазор платформы поршня. По этой причине важно проверять каждый поршень и записывать измеренный зазор на головке.  

Пример Chevy с большими блоками

В качестве примера давайте рассчитаем CR для популярного приложения Chevy с большими блоками. Начиная с диаметра цилиндра 0,060 (4,130 дюйма) и хода поршня 4,250 дюйма, рабочий объем каждого цилиндра составляет 62,006 куб. см, что соответствует 496 куб. см V8.

Завершают вращающийся узел 6,385-дюймовые шатуны и поршни с 1,270-дюймовой высотой сжатия и 18-кубовым куполом. Мы используем выдержанный блок, который требует небольшой обработки поверхности, поэтому окончательная высота деки равна 9..780. Выбранные головки цилиндров имеют камеры сгорания объемом 118 куб. см, а прокладка головки блока цилиндров имеет диаметр отверстия 4,375 и толщину в сжатом состоянии 0,040. Производитель говорит, что объем прокладки составляет 9,854 куб.см.

При такой высоте платформы и вращающемся узле зазор составляет 0,000 мм. Подставив все эти числа в онлайн-калькулятор, мы получим 10,25:1. Если бы у двигателя был новый блок со стандартной высотой деки 9,800 дюйма, CR упал бы до 9,86: 1, потому что зазор деки был бы 0,020 дюйма.

Если рассчитать вручную, вот как формула будет работать с моделью деки с наплавным покрытием:

• Объем цилиндра = 1016,094 куб. (отверстие ÷ 2) ² x 3,1416 x высота платформы x 16,387]
• Объем прокладки = 9,9854 см3 [от производителя, но формула (отверстие ÷ 2) ² x 3,1416 x толщина прокладки x 16,387]
• Объем камеры = 118 куб. см [Значение указано производителем, но может быть определено и/или подтверждено путем измерения]
• Объем поршня = -18 см³ [Значение указано производителем, но может быть определено и/или подтверждено путем измерения. Выражается как отрицательный объем, поскольку поршень имеет куполообразную форму. Если бы поршень был выпуклым или плоским с клапанным сбросом, это было бы положительно.]

С этими числами мы сложим рабочий объем как 1016,094 + 0,000 + 9,985 + 118 – 18 = 1126,079. Сжатый объем равен 0,000 + 9,985 + 118 – 18 = 109,985. Разделив рабочий объем на сжатый, мы получим 10,24:1. Небольшая разница между ручным расчетом и онлайн-калькулятором, вероятно, объясняется тем, что последний выполняет больше десятичных знаков в уравнении.

После того, как CR рассчитан, у изготовителя двигателя есть несколько вариантов изменить его без использования других деталей или дополнительной обработки. Более толстая прокладка немного снизит компрессию, а более тонкая прокладка немного повысит компрессию. В противном случае придется заказывать другие поршни или придется фрезеровать головку блока цилиндров, чтобы уменьшить объем камеры сгорания и увеличить CR.

Изменение толщины прокладки головки блока цилиндров может помочь точно настроить степень сжатия.  

Статическое и динамическое сжатие

В заключение, эти расчеты будут вычислять статическое степень сжатия двигателя. Также необходимо учитывать степень сжатия динамического , которая имеет отношение к синхронизации распределительного вала. Двигатель с высоким CR потеряет часть этого давления сжатия, если впускной клапан останется открытым после того, как поршень начнет такт сжатия. Это называется точкой закрытия впускного клапана.

«Физика диктует формулу, используемую для расчета CR, и ни одна из констант, вводимых в эту формулу, не меняется с RPM», — объясняет Стивенсон. «Единственным исключением является изменение зазора в деке из-за растяжения штока, особенно с алюминиевыми штоками, и отклонения компонентов, таких как изгиб кривошипа».

Как рассчитать степень сжатия

Степень сжатия — это не просто число: один из важнейших определяющих факторов в двигателестроении Степень сжатия определяет тип топлива, силу наддува и оказывает значительное влияние на потенциальную мощность и крутящий момент двигателя.

Расчет коэффициента сжатия довольно прост, но требует немного математики. Итак, хватайте калькулятор и давайте посчитаем.

Степень сжатия — это общий объем двигателя, разделенный на клиренс двигателя. Что это значит?

Представьте, что вы выкрутили одну из свечей зажигания и наполнили цилиндр водой. Измерьте количество воды, необходимое для заполнения цилиндра с поршнем в нижней мертвой точке, а затем разделите полученное значение на количество воды, необходимое для заполнения цилиндра с поршнем в верхней мертвой точке. Соотношение двух различных объемов является степенью сжатия.

Конструкция поршня оказывает большое влияние на степень сжатия. Большинство производителей поршней указывают объем своих поршней. То, находится ли поршень над декой или в отверстии в верхней мертвой точке, также влияет на степень сжатия. Измерьте это с помощью циферблатного индикатора и магнитного основания. Конструкция камеры сгорания также является важным фактором, влияющим на степень сжатия.

Общий объем включает рабочий объем (диаметр x ход поршня) и объем зазора (тарелка/купол поршня, дека, прокладка головки и объем камеры).

Вот уравнение

Степень сжатия = (рабочий объем + клиренс) / клиренс Расстояние до палубы = 0,010 дюйма

Отверстие прокладки головки цилиндра = 4,100 дюйма

Толщина прокладки головки цилиндра в сжатом состоянии = 0,039 дюйма

Объем камеры сгорания = 60 куб. цилиндр:

Рабочий объем = (диаметр цилиндра / 2) в квадрате х 3,14 х ход поршня ).

Важно: нам необходимо соблюдать постоянство единиц измерения, поэтому проще всего преобразовать этот объем в кубические сантиметры (сс). Преобразование:

1 кубический дюйм = 16,387 кубических сантиметра (см)

Пример: 38,2 кубических дюйма = 626,8 см3

Рабочий объем = 626,8 см3

Объем клиренса

Далее вычисляем объем клиренса. Это включает в себя тарелку / купол поршня, деку, прокладку головки и объем камеры сгорания.

Уравнение:

Объем зазора = объем поршня + объем деки + объем прокладки + объем камеры сгорания

Большинство производителей поршней указывают объем тарелки или купола своих поршней. (Если вы не знаете, вы можете использовать измерительный комплект для измерения.) Помните: объем тарелки увеличивает объем зазора, а объем купола уменьшает объем зазора.

Пример: Наш поршень имеет купол объемом 7 см3.

Высота колодки блока цилиндров, высота сжатия поршня, длина штока и ход поршня влияют на то, насколько поршень находится «внизу» или «вне отверстия», когда он находится в верхней мертвой точке. Это влияет на клиренс двигателя и должно быть рассчитано.

Уравнение:

Объем = (Диаметр цилиндра / 2) в квадрате x высота

Пример: Наш поршень находится на 0,010 дюйма ниже деки в верхней мертвой точке. Это соответствует 0,13 кубических дюймов или 2,1 см3.

Толщина прокладки также влияет на объем зазора. (Расчет толщины прокладки такой же, как и объем настила).

Пример: Прокладка головки блока цилиндров имеет диаметр 4,100 дюйма и толщину 0,039 дюйма. Это дает 0,51 кубических дюйма или 8,4 куб.см.

Очевидно, что объем камеры сгорания также является важным компонентом объема зазора. Проверьте технические характеристики ваших головок, чтобы узнать объем камеры. Однако, если вы установили новые клапаны или модифицировали камеру сгорания, вам необходимо измерить ее с помощью комплекта для проверки.

Пример: Производитель головки блока цилиндров указывает объем камеры сгорания 60 см3.