Генератор плазмы

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1789741 А1 (я)5 F 02 К 11/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 4

СО

1 (21) 4908758/23 (22) 07.02.91 (46) 23.01.93. Бюл. N. 3 (71) Казанский филиал Московского энергетического института (72) Ю.А.Спиридонов, Ф.З.Тинчурин, М.Ю.Спиридонов и А,Ю.Спиридонов (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1126165, кл. Н 02 N 3/00, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1749514, кл. Н 02 N 3/00, 1989, Спиридонов Ю.А, К расчету теплоэнергетических устройств, реализующих способ смешения на хордальных струях, ИВУЗ

СССР, Энергетика, ¹ 6, 1978.

Спиридонов Ю.А. Некоторые вопросы смешения системы хордальных струй. Теория и практика сжигания газа, УП, 1981.

Спиридонов Ю.А. и др. Основные направления стабилизации характеристик смесеобразования, Гидродинамика и теплообмен одно- и двухфазных потоков, 1986.

Спиридонов Ю,А, и др. Влияние конструктивных параметров камеры сгорания

ГТД на неравномерность температурного поля газа, ИВУЗ СССР Авиационная техника, ¹ 3, 1978. А

1 (54) ГЕНЕРАТОР ПЛАЗМЫ (57) Изобретение относится к энергетическому машиностроению и может быть использовано для получения плазмы в магнитогидравлических генераторах, например для электрических станций, Цель изобретения — повышение полноты сгорания и плотности плазмы на переменных режимах. Это достигается тем, что в генераторе плазмы на торце распределителя 3 в области корпуса выполнено отверстие 5 овального поперечного сечения, а распределители 3 установлены с возможностью углового перемещения вокруг собственной оси. 3 ил.

1789741

Gl+6И

G 1

h =ah б; ,«F

F= — p= —

Fll PcM

Изобретение относится к области энергомашиностроения и может быть использовано для получения плазмы в магнитогидродинамических генераторах.

Известен генератор плазмы, содержащий установленную в корпусе жаровую трубу с подводом окислителя, на боковой поверхности которой расположены патрубки для подвода горючего и ионизирующей присадки, оси патрубков направлены по касательной к поверхности условного цилиндра, Осноцной недостаток устройства— значительнбе снижение плотности плазмы на режимах, отличных от номинального, Наиболее близким техническим решением является генератор плазмы, содержащий коллектор ионизирующей присадки с форсунками, газовый коллектор и корпус, на боковой поверхности которого выполнены распределители, выведенные за пределы коллектора, заглушенные со стороны последнего и содержащие в области коллектора прорези, а распределители установлены с возможностью перемещения вдоль собственной оси. Основной недостаток устройства — снижение плотности плазмы, обусловленные ограничением по дискретности на переменных режимах.

Цель изобретения — повышение плотности плазмы на переменных режимах, Указанная цель достигается за счет того, что генератор плазмы, содержащий коллектор ионизирующий присадки с форсунками, газовый коллектор и корпус, на боковой поверхности которого выполнены распределители, выведенные за пределы коллектора, заглушенные по торцам и содержащие в области коллектора прорези, причем на торце распределителя в области корпуса выполнено отверстие овального поперечного сечения, а распределители установлены с возможностью углового перемещения вокруг собственной оси.

Известно (1 — 6), что качество смешения при поперечной подаче струй определяется конвективным массопереносным и зависит от относительного значения глубины проникновения струй

O= Нг/з. Н

;А

Йз — йг

Здесь Π— параметр качества смешения;

h — глубина проникновения;

А — определяющий геометрический параметр потока в плоскости траектории оси струи;

ah — коэффициент формы струи; ,и — коэффициент расхода;

G — массовый расход;

F — площадь; р — плотность;

d — диаметр.

Индексы: — поперечные струи

2 — ограниченные по передней границе

П вЂ” сносящий поток, 3 — ограничение по массопереносу. см — смесь

Таким образом, при изменении режима работы меняется G, р и при неизменном значении ah меняется h и как следствие Н

20 и9.

Для того, чтобы при изменении режима работы устройства качество смешения сохранялось неизменным, следует одновременно с изменением, например, G менять аь

25 таким образом, чтобы h сохранилось неизменным. В предлагаемом устройстве это достигается за счет углового перемещения овального выходного сечения отверстия.

При этом имеет место непрерывное изменение Gh Заметим, что Bhmax = апц = 0; Bhmin =

= вью= 90

Индексы; max, min — максимальное и минимальное значения соответственно

35 Q 0 — положение овального сечения, при котором угол между большей полуосью овала и вектором скорости равен нулю а= 90 — положение овального сечения, при котором угол между большей полуосью

40 овала и вектора скорости равен 90

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что отсутствуют известные технические решения, в которых имеется совокупность признаков, сходные с

45 признаками, отличающими заявленное решение от прототипа. Данное техническое решение обладает существенными отличиями, На фиг,1 приведена схема предлагаемо50 го устройства; на фиг.2 — разрез А — А на фиг,1; на фиг,3 — разрез B — В на фиг.1.

Генератор плазмы содержит корпус 1, газовый коллектор 2 и распределители 3, на боковой поверхности которых расположены прорези 4, а на нижнем торце — отверстие овального поперечного сечения 5, на корпусе 1 установлены форсунки 6, сообщающиеся с коллектором ионизирующей присадки 7, Распределители 3 имеют возможность углового перемещения с по1789741

30

50

55 мощью механизма 8, Положение распределителя фиксируется механизмом 9.

Устройство работает следующим образом, Окислитель движется параллельно оси корпуса 1, а горючее поступает в коллектор

2 и оттуда через прорези 4 в распределители 3 и затем через овальные отверстия 5 в сносящий поток. Таким образом реализуется поперечная подача и эффективное перемешивание на номинальном режиме при фиксированном положении большей полуоси овала отверстия относительно оси корпуса. При изменении режима работы устройства меняется hи,,как следствие О.

Для того, чтобы при изменении режима работы (например, G = Var,ó = Var 0= const следует менять аь таким образом, чтобы Е =

= cons1. В предлагаемом устройстве ag меняют эа счет изменения ориентации оси овала относительно оси корпуса, что достигается за счет углового перемещения распределителя механизмом 8, Положение фиксируется механизмом 9, В высокотемпературные продукты сгорания из коллектора 7 через форсунки 6 подается присадка, которая ионизируется, создавая необходимую плотность плазмы.

Формула изобретения

Генератор плазмы, содержащий коллектор ионизирующий присадки с форсунками, газовый коллектор и корпус, на боковой поверхности которого выполнены распределители, выведенные за пределы коллектора и содержащие в области коллекИсследования, проведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров G = 0 — 0,80, р= 1,02,65, d = 0,01 — 0,10, t = 0,098 — 0,784 показали, что получение высоких значений качества смешения в широком диапазоне изменения режимных параметров, возможно при угловом перемещении распределителя вокруг собственной оси. При этом каждому значению G/ ð отвечает одно оптимальное положение оси овала относительно оси кана15

Здесь:

G —;р= —;б = ";с=—

6 +Ог ром А А

G — массовый расход, р- плотность, d — диаметр

А — характерный размер потока

t — шаг

Индексы:

1 — поперечные струи

2 — сносящий поток см — смесь н — насадок

35 тора прорези, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения плотности плазмы на переменных режимах, на торце распределителя выполнено отверстие овального поперечного сечения, а распределители

40 установлены с воэможностью углового перемещения вокруг собственной оси.

1789741

Составитель Ю. Титов

Техред М.Моргентал КоРРектоР Н, Бучок

Редактор О. Стенина

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

Заказ 338 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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