Камеры сгорания газотурбинных двигателей Пчёлкин Ю.М. (1014167), страница 39
Текст из файла (страница 39)
угол установки лопаток в коническом регистре 70". Камера снабжена завальным устроиством Корпус камеры разделен компенсатором тепловь.х расширений на две части. Входной и ныходной пзтрубкп прямоугольной формы имеют направляющие.тгшаткн. Топливо — чаз)т, например Ф-12. Гкорость воздуха на входе в капору до 50 хь'с, давление 0,33 ййп, температура воздуха 673 К, расход воздуха 5,2 кг.с. Температура газов за камерой 1023 К. Коэффициент полноты сгорания ~сплина ~!г яв 0,99. 71отери полного даплепня 3,5 ез, температура степки жаровой трубы в пере:шей ее части до !123 К Тсплонапряжен. ность рабочего объема камеры Н = 1,3 ййДж )чз ч Па).
Температура газов на выходе из камеры контролпр)ется специальиыч датчиком, ограни швающим по,шчу зоплииа при чрезмершш ее увеличении. Конструьчгня выносной камеры сгорания стационарной ГТ-700-5 показана нз рис. 76. Она работает на природном газе, используетсп в газоперекачивающих гавот) рбинпых агрегзтах. При необходимости камера легко люхкет быть переведена па жидкое топливо )дизельное или легкий мазут) Газовая горелка ! устзяоиле. па в центр малого, внутреннего лопаточпого завихрителя 2 Через него так же, как и через средний лопзточнь~п ззвихрнтель 3, в зону горения камеры сгорания поступает первичный воз дух, необходимый для горения топлива. Вторичный воздух проходит внутрь жаровой трубы б через наружный лопаточиый завихритель 4. Смсситсль 7 камеры выполнен в виде лопасткого устройства, изготовленного из лигтовой жаростойкой стали. Про шый корпус камеры сгорашш б!становлен на специальных опорах 8.
Рис. 72. Кольцевая камсрз сгорания судового ГТД Рис. 73, Р)ндивидузльная камера сгорания судового ГТД 156 Рис. 74. Схема ГТД с индивидуальной камерой сгорания Рис. 75. Жаровая труба Между корпусом и жаровой трубой расположен экран 9, защищающий наружный корпус камеры от тепловых потоков зоны горения, поступающих от наружной поверхности жаровой трубы. На рис. 77 показана средняя часть высокого давления с блоком осиовкой камеры сгорания стационаркой ГТ.100-750 ПО ЛМЗ. Камера сгорания 4 трубчато- кольцевая с обратным поворотом потока расположена между компрессором 1 и турбиной 3 высокого давления.
Помимо основной камеры для дополнительного подогрева рабочего тела в процессе его расширения установка имеет еще одну' камеру сгорания промежуточного подогрева газов !б. Полный расход воздуха в ГТУ 436 кг7с, его давление перед основной камерой примерно 2,65 МПа, а температура воздуха 550 К. За камерой сгорания температура рабочих газов 1023 К.
Максимальная рабочая температура металла стенки жаровой трубы камеры сгорания примерно равна 1043 К. Общий блок камеры имеет 12 отдельных секционных жаровых труб 5, в центре фронтовых устройств которых расположены лопаточные 4 Х 4 !т7 7 Рис. 76. Выносная камера сгорания установки ГТ-700-5 ПО НЗЛ 157 а) Рис.
77. Компоновка основной камеры сгоранил в средней части установка ГТ-!00-750 ПО ЛМЗ !58 регистры 10. Кагкдая жаровая тр)бп в передней части своей конической обечайкн фиксируется шарннршзп креглегпсм специальных пластин на стойках 9. К форсуночно-горелочному устройству 2 топливо (жидкое или газ) подводится по соответствующим трубопроводач топливных коллекторов !1.
Хвостовая часть жаровой трубы свободно скользит по опорному кольцу патрубка б газосборника. Огдельные обечайки 5 жаровых труб соединены между собой точечной сваркой через распсччоженную между ними гофрированную стальную ленту. В центре лопаточного завихрителя 10 находится комбинированная горелка 2, одни из вариантов которой показан на рис. 77, а. При работе на жидком топливе вместо нее устанавливается форсунка 1 (рис.
77, б). Смеситель выполнен в виде группы сопл. Воздух из компрессора высокогодавления 1 по диффузору направляется в объем общего кольцевого корпуса камеры 3 и, сделав поворот на !80', проходит внутрь жаровых труб. Рабочие газы по отдельным патрубкам б собираются в общий кольцевой газосборник турбины 7. Угол установки лопаток в регистре гр = 45', втулочное отношение т(вг(г(р =- 0,427.
В центре регистра размещена форсунка. В газовой горелке газ в зону горения подается через ЗЗ отверстия диаметром 4 мм, расположенных на конической стенке горелки (грибке) под углом 70' к осн горелки, и через 30 отверстий диаметром 3 мм на торце грибка под углом 45'. Отношение площади проходного сечения лопаточного завихрителя к общей площади всех отверстий в жаровой трубе составляет 0,29. Отношения площадей сечений щелей для охлаждающего воздуха и отверстий смесителя к общей площади каналов в жаровой трубе соответственно равны 0,32 и 0,39. Средняя скорость воздуха в каналах !каревой трубы 45 м(с, скорость воздуха внутри колья ного объема корпуса прн омывании жаровых труб после выхода из диффузора компрессора не превышает !О м(с, тем самым уменьшаются потери давления при повороте потока.
Коэффициент полноты сгорания всех топлив в основной камере достаточно высокий. т)г = 0,97 —:0,99. Теплопапряженность рабочего объема камеры Н =- = 240 кДж)(чз ч Па). Потери полного давления в камере сгорания вместе с патруб. ками составляют 2,2 е7е д. аления воздуха на входе. Общий коэффициент избытка воздуха ах — 5,7. Отпошсппе общей длины жаровой трубы камеры сгорания к ее диаметру (гнгг(я,.:= 3 прн г(н, = 407 мм.
Относительная длина зоны горения 1,„13„= = 2,4. На рис. 78 показана созданная и исследованная в )г!псковском Высшем техни. ческом у ~илище (МВТУ) им. Н. Э. Баумана камера сгорания с воздушной форсункой-стабилизатором для высокотемпературного экспериментального газотурбинного двигателя. Секционная акаровая труба 8 на переходной конической обечайке фронтового устройства нмеез восемь приваренных к ней встык радиальных пластин 1бч Опи зажимаются с небольшим радиальным зазором для тепловых расширений между фланцами корпуса б камеры.
Через отверстия 9 поступает первичный воздух в зону горения, а через окна гб — втори чный воздух в зону смешения. Между корпусом б н жаровой трубой 8 расположен экран 7, выполненный из стали !2Х(8Н9Т. В воздуп:гую форсунку-стабилизатор топливо подается по заглушенной с торца трубке 1 через систему радиальных отверстий диаметром 0,7 мм в ее степке, в поток воздуха, заир)чиваемый первым лопаточным завихрителем 2. Топливовоздушная схгесь, обтекая центральный конус 3 и дополнительно закручи- )60 Рис. 78. Высокотемпературная прямоточная камера сгорания Рис. 79. Протнвоточная аысокотемпературпая камера сгорания ваясь регистром 4, подводится в зону горения. Для первоначалы:ого воспламенения топлива камера снабжена запальной электрической свечой поверхностного разряда б.
При тепловых расширениях жаровой трубы ее последняя обечайка скользит по шлицам кольца 11 корпуса. Для уменьшения прогиба жаровой трубы она опирается на экран через проставочную гофрированную ленту 72. Угол установки лопаток первого регистра 45, а второго 42'. Через форсунку-стабилизатор проходит часть первичного воздуха. Топливовоздушная смесь характеризуется ксффициентом избытка воздуха ссф яэ 0,7. Расход воздуха в камере может меняться от 2 до 6 кг!с. Температура газа на выходе из камеры равна 1473 К.
Работа на керосине и дизельном топливе дада достаточно удовлетворительные результаты. Коэффициент полноты сгорания топлива достигал 0,99. Потери полного давления были менее 2,5 % . Температура стенки жаровой трубы не превышала 10!О К. На рис. 79 показана противоточная высокотемпературиая камера сгорания также с воздушной форсункой-стабилизатором, созданная для подогрева газов до ! 875 К. Расчетный расход воздуха Ов = 1,35 кг)с, давление О,!5 МПа.
Температура воздуха на входе 348 — 623 К. Камера работала на керосине и дизельном топливе. Воздух, поступавший по двум патрубкам в копне камеры, обтекая жаровую трубу. экран б со скоростью до 120 м7с, приходил к фронтовому устройству. Часть воздуха бф после первого лопаточного завихрения воздушной форсунки стабилизатора подхватывала радиальные струи топлива А, вытекающие из 12 отверстий диаметром 0,55 мм в топливаподающей трубке Л и после второго регистра закрученный поток топливовоздушной смеси Б с аф =. 0,8 поступал в зону горения.
Остальной воздух подавался в зону горения через кольцевые зазоры между обечайками 3, 4 и б, одновременно охлаждаи их. Общий коэффициент избытка воздуха на рабочих режимах ах = 1,3 — 3. Первоначальное зажигание осуществлялось электрической свечой 2. Крепление фронтового устройства (обечаек 3 и 4) выполнялось с помощью шести пластин 8, зажатых между фланцами корпуса б, а жаровой трубы-экрана 5 — с помощью опорного кольца 7.
Левый конец экрана 5 свободно скользил прорезями по пластинам 8, Коэффициент полноты сгорания топлива до. стигал 0,99 при теплонапряженности рабочего объема Н ( 840 кДж7(мз.ч.Па). Потери полного давления сосгавлялн 3 %, температура обечаек жаровой трубы- экрана была примерно 1025 К. Экспериментально-промышленные работы по непосредственному использованию каменных углей в РТУ дали обнадеживающие результаты. В настоящее время эти работы имеют актуальное значение. Экспериментальная пылеугольная камера сгорания, разработанная и исследованная в МВТУ им.
Н. Э. Баумана, показана на рис. 80. В ней сжигалась пыль подмосковного бурового и донецкого газового каменного угля, дающая на сите М 70 остаток )х = 20 — 30 9а. Длину жаровой трубы б диал~етром 232 мм в зависи- 6 !!челкнн ю. м. !61 Рис 80. Пище!гольная камера сгорания мости от сорта топлива и условий опыта ме.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
