Прямоточные воздушно-реактивные двигатели Бондарюк М.М. Ильяшенко С.М. (1014191), страница 37
Текст из файла (страница 37)
64). ювтвх 100 1,22.0,1 1 С= '' = ' =81 —. ао ь|Ог 15'0 01 .н Коэффициент избытка воздуха по формуле (7.66): х ! х, 200 1 2 9,7 ЛИТЕРАТУРА 1. А б р а м о в и ч Г. Н., Газовая динамика воздушно-реактивных двигателей, БНТ, 1947, 122 — 134. 2, А б р а мович Г. Н., Турбулентные свободные струи жидкостей и газов, Энергоиэдат, М.— Л., 1948. 3. Блох А. Г, н К н ч кин а Е. С., Средний диаметр капель при распылива- нии топлива центробежными форсунками.
Теплоэнергетика, 1955, № 9. 4. Вол ы иски й М, С., О дроблении капель в потоке воздуха. ДАН СССР, 1948, т 1ХП, № 3. Изучение дробления капель в газовом потоке! ДАН СССР„ 1949, № 2, т. !.ХЧП!. 5, К и г и В. Р. и Элис Х. Х., Применение шлиреи-метода для количествен- 'ного исследования смешении газов в струе. Вопросы горения, сб. 2, Изд, нностр. литературы, 1953. 6. К л э р Х. и Р эх кл и ф ф А., Пневматическая форсунка для распыливания вязких топлив, ВРТ, 1956, № 2.
7. Лей бензон Л. С., Об испарении капель в газовом потоке, Изв. АН СССР, серия геогр. и геофизич., 1940, т, 4, вып. 3. 8. Леви ч В. Г., Физико-химическая гидромеханика, Изд. АН СССР, 1952. 9. М а н с о н Н., Б а н е р ж е С и Э д д и Р., Микрофотографическое иссле- дование распыливания жидких топлив, ВРТ, 1956, № 4, 10, М и с се К., Обработка экспериментального исследования распада струй жидкости с помощью безразмерных критериев ВРТ, 1956, № 5.
11, П р а н д т л ь Л., Гидромеханика. Изд, иностр. литературы, 19Ы. 427 — 433. 12. Срез~невский Б., Об испарении жидкостей, Журн, РФ-ХО, часть фиэич. т, Х1Ч, 1882, 420 — 469 и 483 — 500. 13. С о к о л ь с к и й А, П., Исследование процесса горения натурального топ- лива. Госэнергоиздат, 1948, 175 †1. 14, Тв е р с ка я Н. П., Испарение падающей капли, Ученые записки ЛГУ, сер. физнч., !949, вып.
7. 15. Ф е д о с е е в В. А. и Пол н щ у к Д. И., Испарение капель воды. ЖТФ, 19Ю, т. ХХ1П, вып. 2. 238 16 Ф ра ни-К ам ен едкий Д. А., Теплопроводность и диффузия а кими. не«кой нинетике. Изд, АН СССР, 1947, 17, Ф у к с Н., О скоростях испарения капелек з атмосфере газа.
ЖЭТФ, т, 4, зып, 7, 1934, 747 — 759, 18. О!11е п, Е., А!оппва1!оп о1 Гпе! 3ргаув., Епй., 4 — ЧН, т. 174, 1952, № 4510. !9. Я 1е 1 а п, %1еп — Вег., 1873, 68, 385, 1881, 83, 913. 20. Ь о п и тч е! 1 3, апд % е! з в М. А., !пав. Епй. СЬет., 1953, т. 45, 667 — 676. 21. Л он г а елл Дж. (Ь оп дтч е11 д.), Сжигание жидких топлив, Из книги «СогпЪнв!1оп Ргосеввев», Хеж Уогд, !956.
22. Т ап а затя ай, Оп 1Ье СопгЬпв1!оп йа1е о1 а бгопр о1 Рпе1 Рагйс!ев, 1п1ес1е6 1Ьгон9Ь а 3тч1»1ед ХогНе Тй. То1й. 11п!ч., ч. 18, 1954, 23. Оа г петр. Н. ап6 Неппеу Ч. Е., В«ЬачАоог о1 Бргауз ипйег Н!нЬ А!!1!пс1е Соп4111опз. Рпе!, т. 32, 1953. 24. Рспп ег3. 3., Оп Мах!гонги Ечарога1гпп йа!ез 1ог Щп!6 1!гор!с!в 1п а йосЬе! Мо1ог. 3.
Апг. йосЬе1 Яос., т. 23, 111 — 1Ч, 1953. 25. М а х ю е!! С., Зс!еп1. Рарегв, 1890, ! 1, 639. ГЛАВА Ц1П КАМЕРЫ СГОРАНИЯ НРЯМОТОЧНЫХ ВОЗДУШНО- РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ Современные данные о топливах, о процессах смесеобразования и о горении в потоке высокой скорости дают возможность не только понимать, но и численно оценивать явления, происходящие в камерах Горючее фнг. 142, Прнмоточныа ВРД на испытательном стенде. сгорания прямоточных двигателей, производя газодинамические и термофнзические расчеты. Камеры, спроектированные и построенные на основании теоретических представлений и расчетов, испытываются и доводятся на специальных испытательных стендах (фиг. !42). Для испытания крупных камер, потребляющих сотни килограммов воздуха и десятки килограммов горючего в секунду, необходимы мощные и дорогостоящие испытательные стенды (фиг, 143).
Мощность компрессоров, подающих воздух, необходимый для работы камеры, достигает сотен тысяч киловатт. на я Электро 4ма~ „гало КамлреССОо Фиг. !43. Стенд для испытания камер прямоточнык ВРД, $1. КЛАССИФИКАЦИЯ КАМЕР СГОРАНИЯ Общепринятой классификации камер сгорания не существует. В зависимости от скорости потока, набегающего на двигатель, прямоточные камеры можно подразделить на к а м е р ы д о з в уковых ПВРДи на камеры сверхзвуковых ПВРД. С точки зрения газовой динамики сверхзвуковые камеры отличаются от дозвуковых тем, что расход воздуха через камеру СВРД ограничен условием р =1 и в широком диапазоне составов смеси остается постоянным: изменения температуры продуктов сгорания в сверхзвуковой камере не влияют на расход воздуха, Расход воздуха через дозвуковую камеру зависит от температуры.
Температура торможения потока на входе в камеру сверхзвукового ПВРД выше, чем дозвукового. Это обстоятельство делает излишними особые устройства для подогрева топлива. Камеры дозвуковых и сверхзвуковых ПВРД можно подразделить на од н о р е ж и м н ы е, предназначаемые для работы в узком диапазоне составов смеси, скоростей и давлений воздуха и расходов горючего, и на многорежимные, предназначаемые для работы в широком диапазоне скоростей и высот полета, а следовательно, в широком диапазоне скоростей и давлений потока по камере, составов смеси и расходов горючего. По организации процесса горения камеры можно подразделить на одноконтурные (фиг.
144) и двухконтурные (фиг. 145). В одноконтурных камерах горючее вводится в весь воздушный поток. Эти камеры наиболее пригодны для работы на богатых смесях; а > 1. В двухконтурных камерах воздух разделяется на первичный и вторичный потоки, как в камерах газотурбинных двигателей.
Горючее вводится в первичный поток, сгорание происходит при наивыгоднейшем составе смеси, близком к стехиометрическому, а затем к продуктам сгорания подмешивается свежий воздух, с тем чтобы понизить их температуру до требуемой величины. Двухконтурные камеры предназначаются для работы на бедных смесях: а)2. Одноконтурные и двуконтурные камеры могут быть в и х р е в о1 г о 16 316 241 Горючее амесеобраэойа ние вне хрена Фиг. 144, Одноконтурная камера сгорания, и †схе, б †перспективн раарев. Горю~ее 2-йнонт уейнонт Фиг.
14о. Схема сверхзвуковой двухконтурной камеры. 242 Фнг, 146. Воспламенение заранее подготовленной смеси в ударной волне, $2. ЭЛЕМЕНТЫ СТАБИЛИЗАТОРНОЙ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ Стабилизаторная камера сгорания (см. фиг. 144 и 145) включает следующие элементы: 1) устройства для подачи и распыла топлива; 2) зажигаюшие устройства; 3) турбулизаторы, 4) стабилизаторы; 5) смесители.
Конструкция отдельных элементов зависит от назначения и от размеров камеры. Устройства для подачи и распыла топлива состоят из центробежных или прямоструйных форсунок. Камеры сгорания небольшого диаметра обслуживаются одной форсункой; большие камеры сгорания— ' У. Ф. Ше ф ер д, Воспламенение газовых смесей импульсами давления. Сборник «Вопросы горения», ч. 2, Изл.
нностр, литературы, 1953, з цг. Н. А т е г у апд й. %. Н а г д, Сопгьпз1ог Рег1огглапсе Ййт 1пыап1апеонз М!х1пк. 1пд. апд Епк. Спенс У. 45, ЧП1, 1955, 1634 — 1637. 243 16" т и п а (как у газотурбинных двигателей) и с та б ил из а тор н го тип а. Вихревые камеры могут применяться только в тех слу чаях, если их диаметр не слишком ~велик (не более 300 — 400 мм). Возможно также использование стабилизации на встречных струях, применение керамических облицовок и радиоактивных активаторов горения.
Для воспламенения горючей смеси возможно применение искрового зажигания, зажигания накаленной проволокой, пиротехнического зажигания, а при очень больших сверхзвуковых скоростях, когда температура торможения набегающего потока больше температуры воспламенения: Тз„)Т„., возможно применение воспламенения от сжатия (фиг. 146) '. Для подачи горючего в камеры применяются струйные, центробежные и пневматические форсунки. Принципиально возможна и~спарительная топливоподача, при которой топливо перед поступлением в камеру испаряется в особом испарителе и образующиеся пары перемешиваются с воздухом.
По способу смешения горючего и продуктов сгорания с воздухом камеры подразделяются на камеры с постепенным смешением и на камеры с мгновенным смешением. Теоретические расчеты показывают, что при мгновенном смешении, когда сгорание будет заканчиваться на расстоянии, равном толшине турбулентного фронта пламени, может быть получено существенное снижение веса двигателя '. многими форсунками. Форсунки подбираются так, чтобы во всем диа пазоне работы камеры сгорания местные концентрации смеси в области стабилизаторов оставались в пределах воспламенения. Местные концентрации смеси обычно значительно больше средних концентраций.
По отношению к набегающему потоку форсунки должны быть расположены так, чтобы обеспечить наилучший распыл, испарение и смешение горючего с воздухом. Для того чтобы увеличить время пребывания капель в пространстве перед стабилизатором, выгодно располагать форсунки навстречу потоку. При очень больших скоростях потока различие в распылах, даваемых центробежными и прямоструйными форсунками, перестает быть заметным.
Для улучшения испарения и перемешивания горючего с воздухом форсунки выгодно располагать в области больших скоростей. Пространство между форсункамн и зоной горения за стабилизаторами называют областью слзесеобразоваЯордал!ерп ' СвабализйлтаР':.,-"" Испарение и перемешивание в зоне смесеобвазования обычно не закаичиваютФиг. !47. Внешний вид камеры предваритмьното' Горения" с радиально-кольцевым ся' поэтому в область горе- стабилизатором пламени~ ння за стабилизаторами по- падает неоднородная по составу смесь, содержащая значительный процент капельно-жидкого горючего В камерах сгорания ПВРД обычно ммеет место гетерогенное горение двухфазной смеси, т.
е. горение смеси, содержащей и пары и капли горючего. Зажигающие устройства камер сгорания обычно состоят из электрических запальных свечей, Для облегчения системы зажигания и для увеличения надежности запуска камеры прямоточных ВРД, подобно камерам жидкостных реактивных двигателей типа Ч-2, могут снабжаться пиротехническим патроном с электрическим запалом. Для облегчения запуска и для стабилизации процесса горения камеры обычно снабжаются дежурным пламенем нли камерами предварительного горения — форкамерами и стабилизаторами (фиг. 147). Камера предварительного горения создает мощный постоянно действующий очаг пламени, поджигающий основную смесь. Камера предварительного горения располагается в начале основной камеры !см.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
