Устройство пульсирующего горения

 

УСТРОЙСТВО ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ, содержащее камеру сгорания со спиральными выступами на внутренней поверхности и закрытым торцом, в зоне которого размещено топливное сопло , отличающееся тем, что, с целью повыщения экономичности, выступы разделены на несколько секций с различной высотой, уменьшающейся от секции к секции в направлении от закрытого торца камеры.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК 5д F 23 С 11/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К ASTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3500845/24-06 (22) 15. 10.82 (46) 15.01.84. Бюл. № 2 (72) Н. Я. Булатов, В. С. Масагутов, E П. Маков, М. Я. Бикбау и И. Д. Хабибулин (71) Ташкентский ордена Трудового Красного Знамени институт инженеров ирригации и механизации сельского хозяйства (53) 662.951.2 (088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР № 612125, кл. F 23 С 11/04, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР № 937880, кл. F 23 С 11/04, 1980.

„„SU„„1067292 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ, содержащее камеру сгорания со спиральными выступами на внутренней поверхности и закрытым торцом, в зоне которого размещено топливное сопло, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности, выступы разделены на несколько секций с различной высотой, уменьшающейся от секции к секции в направлении от закрытого торца камеры.

1067292 З0

Указанная цель достигается тем, что, 35

45

Изобретение относится к энергетике и предназначено для очистки поверхностей технологических и тепловых агрегатов, используемых в химической, теплоэнергетической, металлургической и других отраслях промышленности.

Известно устройство, включающее рабочий канал с откры гым выходным и заглушенным тыльным торцами, с коническим рассекателем, запальную камеру, периодически действующий запальник и патрубок подвода горючей смеси (1).

Недостатком известного устройства является малая мощность выхлопа при работе с газовоздушными горючими смесями и поэтому на расстоянии 4-5 диаметров рабочего канала ударно-взрывная волна теряет основную мощность, что значительно снижает эффект очистки поверхностей.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство пульсирующего горения, содержащее камеру сгорания со спиральными выступами на внутренней поверхности и закрытым торцом, в зоне которого размещено топливное сопло (2) .

Недостатком этого устройства является низкая экономичность из-за высокой материалоемкости и трудоемкости изготовления при достаточной мощности выхлопа.

Цель изобретения — повышение экономичности. в устройстве пульсирующего горения, содержащем камеру сгорания со спиральными выступами на внутренней поверхности и закрытым торцом, в зоне которого размещено топливное сопло, выступы разделены на несколько секций с различной высотой, уменьшающейся от секции к секции в направлении от закрытого торца камеры.

На чертеже изображено устройство пульсирующего горения.

Устройство содержит камеру 1 сгорания со спиральными выступами 2 на внутренней поверхности, а также топливное сопло

3. Выступы 2 разделены на несколько секций 4 — 6 с различной высотой, уменьшающейся от секции к секции. В секции 4 отношение высоты выступов к диаметру камеры составляет 0,15-0,20, в секции 5 (0,10-0,15) и в секции 6 — (0,05-0,10) .

Длина секций 4 — 6 составляет 5-15 диаметров камеры сгорания, а расстояние между ними 3-5 диаметров. Запальник 7 размещен внутри камеры 8 воспламенения.

При работе устройства топливо заполняет камеру 8 и камеру 1 сгорания. Затем срабатывает запальник 7, и топливо воспламеняется. Фронт пламени перемещается вдоль камеры 1 сгорания с ускорением. Перемещается также топливо. За счет спиральных выступов 2 происходит турбулизация пламени и топлива, увеличивается скорость

25 горения, фронт пламени ускоряется, формируя волны сжатия. Так как последующие волны сжатия интенсивнее предыдущих, то осуществляется догон впереди идущих волн последующими и слияние их в одну более интенсивную ударную волну. Таким образом, в камере 1 формируется комплексвпереди идущая. ударная волна и отстающий от нее фронт пламени. При выходе ударной волны из секции 4 в гладкостенную часть она немного ускоряется, так как уменьшаются потери, а фронт пламени при выходе из секции 4 в гладкостенную часть получает дополнительную крупномасштабную турбулизацию за. счет резкого увеличения скорости пламени в гладкостенной части из-за уменьшения потерь энергии.

Через некоторое время ударная волна входит в секцию 5. В этой части камеры 1 высота выступов 2 меньше, но меньше также и потери энергии, ударная волна не уменьшает скорость, но турбулизует смесь больше, чем в секции 4. Пламя, продолжая ускоряться, входит в секцию 5, где высота выступов 2 меньше, а турбулизация больше, так как смесь дополнительно турбулизована ударной волной и само пламя имеет большую скорость. Здесь оно ускоряется сильнее, формируя более интенсивные волны сжатия, которые, догоняя и сливаясь с ударной волной, усиливают ее. Ударная волна приобретает достаточную скорость для воспламенения свежей смеси на витках выступов 2, так как при отражении ударной волны от жесткой преграды в месте отражения давление повышается от 2 до

8 раз. Ударная волна на витках выступов

2 образует локальные очаги пламени, движущиеся по радиусу камеры со скоростями турбулентного горения. Образуется конический фронт пламени с отстающей вершиной и впереди идущим, со скоростью ударной волны, основанием. Интенсивность сгорания увеличивается, ударная волна сильно ускоряется. При выходе ударной волны из секции 5 в гладкостенную часть камеры 1 она перестает поджигать смесь и, ускоряясь, входит в секцию 6. В этой части камеры 1 ударная волна снова начинает поджигать смесь на витках выступов 2, так как имеет большую скорость. Образуются два фронта пламени - один выходящий из секции

5, другой, начинавшийся в секции 6, а между ними находится еще не сгоревшая, но достаточно турбулизованная смесь. Эта область между двумя фронтами пламени горит с двух сторон, при этом более чем в

2 раза быстрее повышается давление продуктов сгорания, формируя сильные ударные волны. Они, догоняя поджигающую ударную волну, еще более усиливают ее.

Применение предлагаемого устройства позволяет существенно повысить экономичность работы за счет повышения мощности выхлопа.