Жаровая труба камеры сгорания

 

Изобретение относится к турбостроению и позволяет повысить надежность работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее. Это достигается тем, что в жаровой трубе, имеющей испаритель 1, выполненный в виде диффузора, открытого в жаровую трубу, завихритель 3, размещенный на входе в испаритель и топливную форсунку 4, дополнительно установлен на входе в испаритель диск 5 с образованием кольцевой щели 6, форсунка 4 размещена перед диском 5, а испаритель выполнен перфорированным. Кроме того, устройство снабжено перфорированным цилиндром 9, установленным между форсункой и диском и контактирующим с последним по торцу. Такое выполнение позволяет организовать рециркуляционные зоны как внутри испарителя, так и за его стенкой, обеспечить устойчивую пелену топливной пленке на внутренней поверхности испарителя. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 F 23 R 3 !6

recvApeemas eA HoMw ET

ПРИ fHHY СССР описания изовгЕтекия ("" . -- (21) 4239759/24-06 (22) 04.05.87 (46) 30.03.90, Бюл. 9 12 (7i) Научно в производственное объединекие по топливной аппаратуре двигателей "ЦНИТА" (72) Д.С. Кирейшин, С.И. Шелухо, В.Н. Афросимова, Г.Н. Бурцев, Д.В. Кондратьев и Ю.Д. Кудашев (53) 621.454(088.8) (56) Заявка Японии Ф 52-27370, - кл. 67 Е- 4„опублик. 1977.

Заявка Великобритании 1! 1504681, кл. F 23 D 7/00, опублик. 1978. (54) ЖАРОВАЯ ТРУБА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ (57) Изобретение относится к турбостроению и позволяет повысить надежность работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее.

Изобретение относится к турбостро, ению, в яастности к жаровым трубам

; камеры сгорания.

Цель изобретения — повышение надежности работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее.На фиг. 1 представлена жаровая труба камеры сгорания, продольный разрез; на фиг. 2 — жаровая труба с перфорированным цилиндром, продольный разрез; на фиг. 3 — жаровая труба с испарителем, имеющим входной цилиндрический участок, продольный разР9 3 °

Жаровая труба камеры сгорания содержит фронтовое устройство с испарителем 1, выполнейным в виде диффу,,ЯО„„1553793 A 1

Это достигается тем, что в жаровой трубе, имеющей испаритель 1, выполненный в виде диффузора, открытого в жаровую трубу, завихритель 3, размещенный на входе в испаритель,и топливную форсунку 4, дополнительно установлен на входе в испаритель диск

5 с образованием кольцевой щели Р, форсунка размещена перед диском, а испаритель выполнен перфорированным.

Кроме того, устройство снабжено перфорированным цилиндром 9, установленным между форсункой 4 и диском 5 и контактирующим с последним по торцу.

Такое выполнение позволяет организовать рециркуляционные зоны как внутри испарителя, так и за его стенкой, обеспечить устойчивую пелену топливной пленке на внутренней поверхности иснарителя, 2 з.п.ф-лы, 3 нл. зора, открытого в жаровую трубу 2, завихритель 3, размещенный на входе в испаритель 1, и топливную форсунку 4. Жаровая труба 2 снабжена диском 5, установленным на входе в испаритель 1 с образованием кольцевой щели 6, форсунка 4 размещена перед диском 5, а испаритель 1 выполнен перфорированным отверстиями 7. Кроме того, фронтовое устройство снабжено перфорированным (отверстиями 8) цилиндром 9, установленным между форсункой 4 и диском 5 и контактирующим с последним по торцу. Испаритель 1 снабжен входным цилиндрическим участком 10, образующим с перфорированным цилиндром 9 кольцевой канал 11, а завихритель 3 установлен в последнем.

1553793

Камера сгорания работает следуюшим образом.

В испаритель 1 жаровой трубы 2 чез завихритель 3 подводится воздух. авихритель 3 формирует закрученный

5 воздушный поток, который выходит из него через кольцевую щель 6 в испари1ель 1. Топливо из топливной форсунки 4 подается в виде струи на торцо- 10

»yro поверхность диска 5. Топливная струя, соприкасаясь с торцовой поерхностью диска 5, дробится на капли„ оторые уносятся воздушным потоком. а счет действия центробежных сил кап-15 и топлива попадают на поверхность нарителя 1 и формируют топливную енку. Топливная пленка движется по нутренней поверхности испарителя 1 од действием спутного воздушного по- 2О ка, поступающего из щели 6. За чет закручивания потока давление в

1спарителе 1 со стороны его внутреней поверхности превосходит давление жаровой трубе 2. Под действием оэникающей разности давлений часть оплива и воздуха выходнт через от»ерстия 7 перфорации. При этом воздух дробит топливо на мелкие капли, образуя в зоне трубы 2 струи топли»о-воздушной смеси. Струи создают

1 наружной стороны испарителя 1 рефиркуляционное течение.

Размещение эавихрителя 3 в сечении

4 наименьшим диаметром испарителя 1 обеспечивает наибольшую скорость закрученного потока в щели 6, а следо»ательно, и наибольшую центробежную авилу в этом сечении. За счет этого

»се распыленное о поверхность диска 5

40 топливо осаждается на внутреннюю по»ерхность испарителя 1 и создается хорошая равномерность распределения 1оплива.по периметру испарнтеля

Начиная с его входа.

Испаритель 1, выполненный в виде диффузора, обеспечивает внезапное расширение на пути закрученного потока, Это приводит к формированию мощйого рециркуляционного течения вы50 ходящего за область испарителя

Отверстия 7 в испарителе 1, через

Которые выходят топливовоздушные

Струи, обеспечивают отсасывание поГраничного слоя, позволяют создать

На внутренней поверхности испарителя 1 ламинарно-волновой режим течения

Гопливной пленки и исключают брызгоунос.

Процесс горения локализуется в зоне за испарителем 1. Продукты сгорания из зоны горения рециркулируют к диску 5, где интенсивно смешиваются с поступающим из завихрителя 3 воздухом и обогревают топливную пленку за счет конвективного теплообмена с ней.

Продукты сгорания, образуемые в зоне за стенкой испарителя 1, двигаются около него и передают тепло топливной пленке через его поверхность, Таким образом, организован двусторонний обогрев топливной пленки, позволяющий испарить большее количество топлива на меньшей поверхности и эффективно использовать поверхность испарителя 1. для улучшения равномерности распределения топлива по периметру испарителя 1 внутри завихрителя 3 устанавливают цилиндр 9 (фиг. 2 и 3). При этом часть воздуха, поступающая в жаровую трубу 2, подается в кольцевой канал 11. Топливная струя, выходящая из топливной форсунки 4, дробится о торцовую поверхность цилиндра 9. Капли топлива подхватываются воздушным потоком и выносятся через отверстия

8 в цилиндре 9, образуя при этом топливовоздушные струи. Используя для дробления топлива, помимо кинетической энергии топливной струи, также энергию воздушного потока, можно получить более мелкое и равномерное распределение топливных капель по периметру испарителя 1 и обеспечить еще большую равномерность топливной пленки внутри испарителя 1.

Кроме того, цилиндр 9 устраняет рециркуляционное течение внутри завихрителя 3 и еще больше повышает надежность работы камеры при форсировании рабочих параметров воздуха и топлива на входе в камеру.

При выполнении камеры сгорания наибольший эффект может быть получен с учетом следующего.

Для орошения топливом всей поверхности испарителя 1 необходимо, чтобы поверхность диска 5 была расположена внутри завихрителя 3 до входа в испаритель 1. В противном случае топливная пленка не покрывает всю внутреннюю поверхность испарителя 1.

Отверстия 7 лучше выпо.пнять во второй половине длины испарителя 1 по ходу воздуха. При этом достигается большая гомогенизация топливоэдушных l553793

30 струй за счет испарения топлива в первой половине длины испарителя

При существовании неоднородностей воздушного потока на входе в камеру .5 сгорания для демпфирования этих неоднородностей и получения струйного течения на выходе отверстий 8 целе1 сообразно выполнять внутренний канал цилиндра 9 конфузорным (фиг.3) так, чтобы минимальная площадь его проходного сечения была больше суммарной площади отверстий 8. При выборе длины канала цилиндра 9 и расположения топливной форсунки 4 по отношению к торцовой поверхности диска 5 рекомендуется учитывать следующее. Топливная струя, выходящая из форсунки 4, должна обладать достаточной кинетической энергией при соприкосновении с диском 5 для обеспечения дробления топлива на капли. Кроме того, длина пути рикошетируемого топлива должна быть меньше длины внутреннего канала ципиидра 9. 25 !

Изобретение может быть использовано как в кольцевых, так и в трубчатых камерах сгорания.

Предлагаемое выполнение жаровой труби камеры сгорания позволяет уменьшить количество вредных веществ в продуктах сгорания и повысить на-

6 дежность ее работы при форсировании рабочих параметров на входе в камеру.

Формула изобретения

Жаровая труба камеры сгорания, содержащая фронтовое устройство с испарителем, выполненным в виде диффузара, открытого в жаровую трубу, завихритель, размещенный на входе в испаритель, и топливную форсунку, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее, она снабжена диском, установленным на входе в испаритель с образованием кольцевой щели, форсунка размещена перед диском, а испаритель выполнен перфорированным.

2. Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что фронтовое устройство снабжено перфорированным цилиндром, установленным между форсункой и диском и контактирующим с последним по торцу.

3. Труба по п. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что испаритель снабжен входным цилиндрическим участком, образующим с перфорированным цилиндром кольцевой канал, а завихритель установлен в последнем.

-1 553793

Составитель В. Смирнова

Редактор А. Огар Техред Л.Сердюкова Корректор И. Иаксимишинец

Заказ 448 Тираж 449 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101