3 / 17
Расчет и проектирование автономного терморезака на основе камеры сгорания
…
Инженерный журнал: наука и инновации
# 1·2018 3
Рис. 2.
Терморезак УТР-2С с экспериментальной головкой
Особенностью расчета распределения параметров по объему КС
головки терморезака по сравнению с представленным в работе [2]
является наличие жидкого горючего. Следовательно, необходимо
ввести в расчет закономерности таких элементарных процессов, как
дробление капель жидкости, их испарение, влияние двухфазности на
параметры течения рабочего тела и пр.
Одна из трудностей, препятствующая применению численных
методов для расчета испарения капель керосина, заключается в их
полидисперсности. Обычно эта проблема преодолевается за счет ис-
пользования эквивалентного диаметра. В качестве такого диаметра
применен среднемассовый диаметр капель.
Среднемассовый диаметр капель жидкого горючего в локальном
объеме КС определяется по формуле
2
2
CН ж см
3 к
CН ж ж
6
ρ
,
π ρ
=
z
d
n
(1)
где
2
CH ж
n
— число капель жидкого горючего в единице объема;
см
ρ
—
плотность реагирующей смеси;
2
СН ж
z
— массовая концентрация
жидкого горючего;
ж
ρ
— плотность жидкого горючего.
Для определения числа капель в единице объема смеси использу-
ется следующая расчетная схема. Поскольку осредненное течение
рабочего тела принимается как течение квазигомогенной смеси, то
капли неиспарившегося керосина будут распределяться по объему
КС в соответствии с закономерностями конвективного и турбулент-
ного переноса массы. С учетом схемы организации рабочего процес-
са распределение числа капель по объему КС рассчитывается с уче-
том концентрации капель жидкого горючего, истекающего в камеру
сгорания, а также учета испарения
2
СН ж
.
z
При этом число капель в
единице объема смеси
2
2
СН ж см
СН ж
3
ж к
6
,
ρ
=
πρ
z
n
d
(2)
где
к
d
— начальный диаметр капель жидкого горючего.