Устройство автоматического регулирования процессом горения

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1229522 А1 (51) 4 Е 23 Ы 5/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3773277/24-06 (22) 16.07.84 (46) 07.05.86. Бюл. № 17 (71) Казанский ордена Трудового Красного

Знамени и ордена Дружбы народов авиационный институт им. А. Н. Туполева (72) А. P. Гафуров, М. А. Законов, P. А. Гафуров и Г. В. Стинский (53) 621.182.261 (088.8) (56) Алемасов В. Е. Теория ракетных двигателейй. М.: Маши н остр оен не, 1980, с. 364.

Патент Англии № 1288824, кл. F 4 Т, 1972. (54) (57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ПРОЦЕССОМ

ГОРЕНИЯ, содержащее датчики амплитуды колебания давления, установленные на камере сгорания, параллельно подключенные к анализатору, соединенному с фазовым инвертором, и излучатель колебаний, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, оно снабжено компаратором, управляющим органом и источником тока, при этом излучатель колебаний выполнен в виде центробежной регулируемой форсунки, состоящей из цилиндрического электропроводного корпуса камеры закручивания топлива и диэлектрического корпуса с индуктивной катушкой, внутри которых установлен стержень из ферромагнитного материала с острым наконечником, обращенным к срезу форсунки, причем вход компаратора подключен к фазовому инвертору, первый выход через управляющий орган — к индуктивной катушке, а второй через источник тока — к стержню и корпусу камеры закручивания.

Изобретение относится к области регулирования процессов горения и может быть использовано в энергетических установках для борьбы с возникшими при их работе в камере сгорания высоко- и низкочастотными акустическими колебаниями (высокои низкочастотной неустойчивостью).

Цель изобретения — повышение эффективности регулирования.

На чертеже представлена схема устройства автоматического регулирования.

Устройство автоматического регулирования процессом горения содержит датчики 1 амплитуды колебания давления, установленные на камере 2 сгорания, и излучатель колебаний, выполненный в виде центробежной регулируемой форсунки 3. Центробежная регулируемая форсунка 3 содержит выполненный из электропроводного материала корпус 4 камеры закручивания топлива.

Внутри корпуса по его оси расположен электроизолированный от корпуса 4 и подключенный вместе с ним к источнику 5 тока подпружиненный стержень 6. Последний выполнен из ферромагнитного материала с острым наконечником 7, обращенным к срезу 8 центробежной регулируемой форсунки. На корпусе 4 камеры закручивания топлива установлен диэлектрический корпус 9 с индуктивной катушкой 10. Стержень 6 расположен внутри индуктивной катушки 10.

Управление индуктивной катушкой 0 осуществляется от управляющего органа I I.

Датчики l, регистрирующие характеристики высоко- и низкочастотных колебаний при их возникновении в камере сгорания во время работы энергетической установки, соединены через анализатор !2 и фазовый инвертор 13 с комиаратором 14, Компаратор 14 параллельно соединен с источником 5 тока и управ ляющим органом 11 индуктивной катуш ки 10.

Устройство работает следующим образом

При разбрызгивании центробежной регулируемой форсункой топлива в камере закручивания формируется равномерное вихревое движение жидкого топлива с осевой„ радиальной и тангенциальной составляющими скорости, определяющими его угол распыла и расход. Кольцевая щель, образовавшаяся между наконечником 7 стержня 6 и срезом 8 центробежной регулируемой форсунки 3, которая также определяет расход распыливаемого топлива, регулируется напряжением, приложенным к индуктивной катушке 10 от управляющего органа 11.

При воспламенении топлива в камере 2 сгорания и последующей работе энергетической установки в ней могут возникнуть высоко- и низкочастотные колебания, характеристики которых (амплитуда, частота и фаза) регистрируются датчиками I, Анализатором 12, который может быть выполнен, например, ня основе анализатора амплитудно-частотных характеристик. из всего спект2 ра частот, возникших в камере 2 сгорания колебаний, выделяется несколько мод наиболее интенсивных колебаний, среди которых могут оказаться моды высокой и низкой частоты. Фазовый инвертор 13 преобразует выделенные колебания, сдвигая их фазу на

180 . Компаратор 14 определяет, к какому виду колебаний (высоко- или низкочастотным) относятся преобразованные колебани и в зависимости от этого переключает их и воздействие на управляющий орган 11 или источник 5 тока.

Для подавления низкочастотных колебаний достаточно изменять массовый расход топлива через форсунку 3 в противофазе к возникшим колебаниям. Этого добиваются !

5 тем, что зарегистрированное и преобразованное низкочастотное колебание передается компараторол. 1! на управляющий орган 11, который обеспечивает электрический сигнал определенной амплитуды с той же фазой и частотой, как у преобразованного колебания. Воздействие от управляющего органа 1 передается на индуктивную катушку 10, составляющую вместе со стержнем-6 элект. ромагнитный регулятор расхода топлива.

Электромагнитный регулятор расхода начи25 няет работать в режиме изменения массового расхода в противофазе к возникшим в камере 2 сгорания низкочастотным колебаниям, обеспечивая акустические колебания определенной амплитуды, частоты и фазы. Дикремент затухания генерируемых в камере 2

3î сгорания акустических колебаний зависит от отношения амплитуд генерируемых излучателем и камерой 2 сгорания колебаний.

Если зарегистрированное и преобразованное колебание относится к высокочастотным м кол еба ни я м, то им модул ируется приложенное к стержню 6 и к корпусу 4 камеры закручивания от источника 5 тока электрическое поле. Изменение электрического поля приводит к изменению радиальной и осевой составляющих скорости вихревого движения жидкости, что в свою очередь приводит к изменению угла распыла форсунки 3 (а значит, и к перемещению сформированной центробежной регулируемой форсункой зоны горения) с частотой возникших высокочастотных колебаний.

Снабжение устройства автоматического регулирования процессом горения компаратором, управляющим органом и источником тока, а также выполнение излучателя колебаний в виде центробежной регулируемой форсунки, состоящей из цилиндрического электроироводного корпуса камеры закручивания топлива и диэлектрического корпуса с индуктивной катушкой, внутри которых установлен стержень из ферромагнитного материала с острым наконечником, обращенным к срезу форсунки, позволяет повысить эффективность регулирования процесса горения зя счет подавления сразу нескольких мод акусти веских колебаний различной часl229522

Составитель И. Аксенов

Редактор Н. Тупица Техред И. Верес Корректор С. Черни

/Заказ 2221/37 Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская иаб., д. 4/5

Филиал ППП сПатеит>, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 тоты, одновременное появление которых возможно при.работе энергетической установки. Кроме того, устройство становится в одинаковой степени эффективно как в борьбе с низкочастотными, так и с высокочастотными акустическими колебаниями.

Устройство отличается простотой конструкции и позволяет обеспечить высокую, безопасность работы энергетической уста новки, поскольку в случае непрекращающегося развития по амплитуде акустических колебаний в камере сгорания, несмотря на оказываемое воздействие, устройство позволяет прекратить распыл компонента закрытием клапана, тем самым предупредив разрушение энергетической установки,