А.2.1 Расчёт площади горящей поверхности

Поверхность горения заряда S и проходные сечения для газа при горении изменяются с течением времени. Характер изменения поверхности горения зависит от выбранной формы заряда. Расчёт изменения поверхности горения можно приближенно выполнить чисто геометрическим путём как функцию геометрического параметра - толщины сгоревшего свода e.

В основе геометрического расчёта изменения площади горящей поверхности S в зависимости от толщины сгоревшего свода e лежит допущение о равномерности поля скорости горения топлива, т.е. одинаковой скорости горения во всех направлениях. Это означает, что горение заряда происходит параллельными (или эквидистантными) слоями. Вектор скорости горения в любой точке направлен по нормали к поверхности.

Отметим необходимые условия, при которых будет выполняться допущение о горении топлива параллельными слоями:

1) однородность физических и химических свойств топлива, в частности, однородность температурного поля заряда;

2) одинаковые величины давления и скорости газа по всей поверхности горения заряда.

В реальных двигателях эти условия (особенно второе) не выполняются. Поэтому расчёт изменения поверхности горения в предположении горения топлива параллельными слоями надо рассматривать как первое приближение, требующее дальнейших уточнений при проектировании. Особенно необходимы уточнения для двигателей с большим заполнением камеры сгорания топливом, с большой относительной длиной заряда, а также в начальный период работы на установившемся режиме.

Для заряда с внутриканальным горением поверхность горения

где П - периметр поверхности горения;

L – длина заряда.

При геометрическом расчёте зависимость П (е) определяется из геометрических соотношений или графическим путём. Заряд сложной формы разбивается на участки (элементарные поверхности), рассчитываются их поверхности по общеизвестным формулам геометрии (конус, цилиндр, сфера, круг, кольцо) и затем суммируются [36].

На рисунке А.3 приведены примеры разгорания некоторых конструктивных элементов заряда при условии, что вектор скорости горения направлен по нормали к поверхности горения в каждой её точке.

Канал заряда Щель

Рисунок А.3 – Схемы выгорания элементов поверхностей заряда

Результаты геометрического расчёта представляются в виде графика (и таблицы) функции площади горящей поверхности S в зависимости от толщины сгоревшего свода e:

S = S (e).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: