МНОГОКРАТНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ




КОНТРОЛЬ ЗА ПОТОКОМ ВОЗДУХА


Чем выше коэффициент давление, требуемое от компрессора, тем большее количество ступеней компрессора необходимо. Чем больше ступеней существует, тем сложнее становится проблема согласования всех лезвий по размеру и под углом крепления, чтобы сделать компрессор работать удовлетворительно в широком диапазоне оборотов в минуту.
Для поддержания стабильности потока воздуха и уменьшить тенденцию соотношения компрессоров высокого давления для зависания при определенных условиях полета самолета и обработки двигателя, уже обсуждались способы управления воздушным потоком.

 

ВОЗДУШНЫЕ ВЫПУСКНЫЕ КЛАПАНЫ(Обзор)

 

Воздушный выпускной клапан работает автоматически в ответ на сигналы компрессорного оборотов в минуту. Он находится в открытом положении ниже некоторого критического значения оборотов в минуту и стравливает воздух далеко от центра ступеней компрессора, воздуховоды его за борт в атмосферу. Это имеет эффект увеличения осевой скорости воздушного потока через ранних ступеней компрессора, тем самым уменьшая угол атаки лопастей в этой области. Это предотвращает ранние стадии компрессора от прохождения большего количества воздуха к задним ступеней, чем могут быть размещены в пространстве имеется.

Выше критической диапазоне оборотов спускной клапан закрывается, и весь воздух доступны из компрессора проходит в систему сгорания

 

ПЕРЕМЕННЫЙ ВПУСК НАПРАВЛЯЮЩИХ ЛОПАТОК (Обзор)


Все впускные направляющие лопатки дают определенное количество завихрения для входящего воздушного потока. Завихрение в направлении вращения компрессора и количество вихрем определяет угол атаки первых лопаток ступень ротора. Чем больше степень завихрения, ввозимое во ВНА, чем меньшего результирующего угла атаки первых лопаток ротора ступени.

Переменная ВНА представляют воздуха на первой ступени лопаток ротора с максимальным углом завихрения во время работы в критическом диапазоне низких частот вращения и постепенно уменьшит степень завихрения в ответ на сигналы компрессорного оборотов в минуту. При работе на высоких оборотах воздушный поток поступает в компрессор, более или менее в осевом направлении.

 

 

MULTI-ЗОЛОТНИКОВЫЕ КОМПРЕССОРЫ(Обзор)

 

Коэффициенты давление, превышающее примерно 9:1, лучше всего достигается путем разделения компрессора на две независимые секции, как показано на рисунке 4.29.

Двойная катушка двигателя

Рисунок 4.29.

 

Общее количество ступеней сжатия делится между двумя катушками, каждая катушка гонят с различной скоростью отдельными турбинами. Это облегчает проблемы компрессора согласования с лезвиями и приводит к очень мощной, эффективной и гибкой системе.

 

СРАВНЕНИЯ ОСОБЕННОСТЕЙ ЦЕНТРОБЕЖНЫХ И ОСЕВЫХ КОМПРЕССОРОВ

 


4.12.1 ЦЕНТРОБЕЖНОЕ

 

Достоинства:

• Простота, дешевле, легче, менее склонны к повреждениям от FOD.

• не имеет решающего значения для перенапряжения и срыв.

• будет переносить условия замороженности.

 

Недостатки:

• Отношения максимального давления 4:1 или 5:1. (на ранних типах)

• Способность ограничена скоростью наконечника.

• большой диаметр двигателя, что приводит к большему количеству сопротивления.

• Тяжелейшее изменение направления потока газа, что приводит к трению.

• Высокий удельный расход топлива.

 

ОСЕВОЙ ПОТОК

 

Достоинства:

• Высокая степень повышения давления.

• низкий удельный расход топлива.

• больше возможностей к развитию.

• Большее осевое усилие.

 

Недостатки:

• Сложные и дорогое производство

• Критический срыв / выброс.

 


5. РАЗДЕЛ СГОРАНИЯ


5.1 ВВЕДЕНИЕ

 

Камера сгорания имеет сложную задачу сжигания больших количеств топлива, подается через топливных горелок, с обширными объемами воздуха, подаваемого компрессором, и выпуская тепло таким образом, что воздух расширяется и ускоряется, чтобы придать гладкий поток равномерно нагретого газа при любых условиях, требуемых турбине. Эта задача должна быть выполнена с минимальными потерями давления и с максимальным выделением тепла для ограниченного пространства.

Количество топлива, добавляется к воздуху будет зависеть от максимального подъема температуры, необходимой и так, как это ограничивается материалами, из которых изготовлены лопатки турбины и сопла, подъем должен быть в пределах от 700 до 1200 градус °C. Так как воздух уже нагревается за счет работы, проделанной во время сжатия, повышение температуры требуется в камере сгорания может составлять от 500 до 800 градус °C. Так как температура газа, требуемый турбины изменяется в зависимости от числа оборотов двигателя, а также в случае турбовинтового двигателя от требуемой мощности, камера сгорания должна также быть способна поддерживать стабильное и эффективное сгорание топлива в широком диапазоне условий работы двигателя.

Эффективное сгорание становится все более и более важным из-за быстрого роста коммерческих перевозок воздушных судов и как следствие, увеличению загрязнения атмосферы, который рассматривается широкой публикой как выхлопного дыма.

 

ПРОЦЕСС СГОРАНИЯ

 

Воздух из компрессора двигателя поступает в камеру сгорания со скоростью до 500 футов в секунду, а потому, что при этой скорости скорость воздуха слишком высока для горения, первое, что камера должна сделать, это рассеять его, т.е. ускорить его и поднять его статическое давление. Поскольку скорость горения керосина при нормальных соотношениях смеси составляет всего несколько футов в секунду, любое топливо горит даже в потоке воздуха рассеянным, который теперь имеет скорость около 80 футов в секунду, будет сдувается. Поэтому область низкой осевой скорости должен быть создан в камере, так что пламя оставаться зажженным по всему диапазону работающего двигателя.

При нормальной эксплуатации, общее отношение воздух / топливо из камеры сгорания может изменяться в пределах 45:1 и 130:1. Керосин, тем не менее, будет только гореть эффективно или близко к ним отношение 15:1, так что топливо должно быть сожжено лишь часть воздуха, поступающего в камеру, в то, что называется зоной первичного сгорания. Это достигается с помощью жаровой трубы (гильзы камеры сгорания), который имеет различные устройства для дозированной распределение воздушного потока по длине камеры.

 

 

 

 

Типичная камера сгорания

Рисунок 5.1.

 

Примерно 20 процентов потока воздушной массы принимают в секции сопла или входа. Непосредственно после сопла являются закрученные лопасти и перфорированный вспышка, через который воздух поступает в первичную зону сгорания. Закрученного воздуха вызывает поток вверх по течению от центра трубки пламени и способствует желаемой рециркуляции. Воздух не подобран соплу, втекающего в кольцевое пространство между жаровой трубой и обсадной трубой воздуха.

Через стенку корпуса жаровой трубы, примыкающей к зоне горения, являются выбранное число отверстий, через которые еще 20 процентов от основного потока воздуха проходит в первичную зону. Воздух, выходящий из вихревых лопаток из первичных воздушных отверстий взаимодействует и создает область рециркуляции низкой скорости. Это принимает форму тороидального вихря подобно дыму кольцу, и имеет эффект стабилизации и закрепления пламени. Рециркуляционные газы ускоряют сжигание свеже инжектированных капель топлива путем быстрого доведения их до температуры воспламенения.

Он устроен, что конический топливной струи из горелки пересекает вихревой рециркуляции в его центре. Это действие, вместе с общей турбулентности в первичной зоне, в значительной степени способствует разбивая топлива и смешивание его с поступающим воздухом.

Температура газообразных продуктов сгорания, выпущенных в зоне горения составляет около 1800 до 2000 градус °C., что является слишком горячей для входа в направляющих лопаток сопла турбины. Воздух не используется для горения, что составляет около 60 процентов от общего расхода воздуха, поэтому вводится постепенно в трубу пламени. Примерно половина этого используется, чтобы понизить температуру газа перед подачей в турбину, а другая половина используется для охлаждения стенок жаровой трубы. Горение должно быть завершено до разбавление воздуха поступающего в зону горения, в противном случае поступающий воздух остудит пламя и приведет к неполному сгоранию топлива

Электрическая искра от зажигательной вилки инициирует горение и затем пламя становится самоподдерживающейся.

Конструкция камеры сгорания и способ добавления топлива может значительно изменяться, но распределение воздушного потока используется для осуществления и поддержания горения.

Распределение потока воздуха

Рисунок 5.2

 

 

ПОДАЧИ ТОПЛИВА

 

До сих пор мало было сказано о том, каким образом топливо подается в воздушный поток. В целом, однако, два различных принципа используются, одно основанное на введения тонко распыленного распылением в поток с рециркуляцией воздуха, а другой на основании предварительного испарения топлива перед его поступлением в зону горения.

Несмотря на то, что впрыск топлива с помощью распылении струи является наиболее распространенным методом, некоторые системы используют принцип испарения топлива. В этом случае, трубка пламени имеет такой же формы, как для распылении, но не имеет закрученные лопасти или вспышки. Первичный воздушный поток проходит через отверстия в перегородке, которая поддерживает подачу топливной трубки.

 

 

Испаряющаяся камера сгорания.

Рисунок 5.3

 

Топливо впрыскивается из подающей трубки к испарению трубки, которые расположены внутри трубки пламени. Эти трубки наклониться на 180 градусов, и, так как они нагреваются за счет сгорания, топливо испаряется перед передачей дальше в пламенную трубку. Первичный поток воздуха проходит вниз по испарению трубки с топливом, а также за счет больших (вторичных) форсунок, которые обеспечивают «фаны» воздуха, чтобы подметать пламя назад. Охлаждение и разбавление воздух дозируют в пламенную трубку в манере, подобной трубке распылитель пламени. Испарители потребуется для пусковых форсунок, чтобы освещать процесс в движении.

 

ТИПЫКАМЕРЫСГОРАНИЯ

В настоящее время для использования газотурбинных двигателей существуют три основных типа камеры сгорания. Это трубчатая, трубчато-кольцевая камера и кольцевая камера.

 

МНОГОКРАТНАЯ КАМЕРА СГОРАНИЯ

 

Этот тип камеры сгорания используется на центробежных компрессорах двигателей и на более ранних типы осевого компрессора двигателей. Это прямое развитие раннего типа камеры сгорания Уитл. Основное различие заключается в том, что камера Уиттл имеет обратный поток, как это создавало значительные потери давления, многокамерный была разработана Джозефом Лукас Лимитедем.

Камеры расположены вокруг двигателя и компрессора воздух направляется по каналам, чтобы перейти в отдельные камеры. Каждая камера имеет внутреннюю трубу горения, вокруг которого находится воздушный корпус. Воздух проходит через трубку жаровой трубы, а также между трубой и наружным корпусом, как уже было описано.

Отдельные трубки горения все взаимосвязаны. Это позволяет каждой трубке работать при таком же давлении, а также позволяет горению распространяться вокруг труб пламени во время запуска двигателя.

 

 

Многократные камеры сгорания.

Рисунок 5.4

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2016-04-27 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: