Патент ссср 194218

 

О П И С А Н И Е l942la

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Сбт1иалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 31.l.1966 (№ 1052519/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Кл. 24b, 9

24с, 10

24l, 7

МПК F 23d

1- 23f

F 23с

УДК 662.941.2-752 (088.8)

66 951 -752 (088 8)

662.933. 12-752 (088.8) Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 30. ill.1967. Бюллетень № 8

Дата опубликования описания 23Л .1967

ИЕСОЗт;. И

Авторы изобретения

Ю. Л. Бабкин и В. С. Жирков

Восточный филиал Всесоюзного теплотехнического науч исследовательского института им. Ф, 3. Дзержинско

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ТОПЛИВА

В ПУЛЬСИРУЮЩЕМ ПОТОКЕ

Возможность увеличения единичной мощности горелочных устройств с широко известными резонансными генераторами акустических колебаний ограничена неприемлемым возрастанием длины резонансной трубы (свыше

7 м при расходе мазута 5000 кг/час). Кроме того, удлинение резонансной трубы снижает частоту пульсаций, а приближение к критическому соотношению длины трубы к ее диаметру приводит к падению амплитуды пульсаций давления.

В предложенном устройстве возбуждение колебаний среды основано не на резонансном, а на релаксационном принципе, позволяющем отказаться от громоздких резонансных труб и, следовательно, увеличить тепловую мощность устройства.

Для осуществления релаксационного принципа возбуждения колебаний необходимо наличие двух параллельно располо>кенных цилиндрических камер сгорания, соединенных одним или несколькими симметричными криволинейными каналами, расширяющимися от оси симметрии к камерам. Уже известны устройства, выполненные с двумя параллельными цилиндрическими камерами сгорания и соединяющими их симметричными криволинейными каналами, расширяющимися от оси симметрии к камерам. Однако каждая камера раоотает в резонансном режиме и имеет расположенный по оси патрубок для подвода топлива с первичным воздухом, а каналы служат аэродинамическими клапанами, в которых часть энергии взрывной волны одной камеры используется для подачи воздуха во вторую камеру.

В предложенном устройстве для возбуждения в камерах релаксационных автоколебаний патрубки установлены по осн симметрии

10 каналов.

На фиг. 1 схематически изображено описываемое устройство; на фиг. 2 — поперечный разрез устройства с тангенциальным присоединением к камерам соединительного ка1 нала; на фиг. 3 — то же, с диаметральным присоединением канала.

Устройство содержит две параллельные цилиндрические камеры 1 и 2 с задросселированными выходами 8 и 4, соединенные сим20 метричным криволинейным каналом 5, расширяющимся от оси симметрии к камерам. По оси симметрии канала установлен патрубок 6 для подвода топлива с первичным воздухом.

Сопла 7 и 8 предназначены для ввода вторичного воздуха. Растопочные форсунки 9 и

10 пропущены через глухие торцы камер 1 и 2.

Присоединение канала 5 к камерам может быть выполнено тангенцпальным (фиг. 2), ди30 аметральным (фиг. 3) или по хордам в зави194218 о

v о о о и сп р о о

2;=d

cd

Е о Ш о о

Х о ж о х

О о ж о„о м

Ц

Q м

4 ( и

Я й(F» Cl о о. о х () ог

"Да х 7 Й <>, cd" аО

in o о х о а >

"оома, о о

CQ»,„, cd

v, 0 к "

Я оэ- ;е а cd

cdO -, О.

z о о, о о„"я ж

»«»

Е»

l2 х

Ch +

Фиг. 3

Фиг. 3 симости от размеров камер, свойств топлива и соотношения между первичным и вторичным воздухом. Для мазута предпочтительнее диаметральнсе расположение с подачей большего количества воздуха в виде первичного.

При горении топлива в камерах 1 и 2 возникает избыточное давление, зависящее от интенсивности тепловыделения в каждой из них. Количество топлива и воздуха, поступающего в камеры, управляется разностью давлений между ними, так что при повышении давления в одной камере поток топливо-воздушной смеси перебрасывается по каналу 5 во вторую камеру, в которой после воспламенения смеси повышается давление, что вызовет, в свою очередь, переброску потока топливовоздушной смеси в первую камеру и т. д.

Частота пульсаций определяется временем перемещения смеси от оси симметрии канала 5 до зоны горения и временем подготовки и воспламенения очередной порции топлива. Для выбранной конструкции устройства частота пульсаций будет зависеть от реакционной способности топлива, тепловой нагрузки, температуры воздуха и других чисто огнетехнических показателей.

В камерах устройства будут возникать и акустические резонансы на:гармониках основной частоты релаксаций, в том числе радиальные и тангенциальные колебания, но, как показывают расчеты, опи не определяют частоту основного процесса. С точки зрения интенсификации гетерогенного горения появление акустических резонансов на высоких гармониках желательно.

Предложенное устройство принципиально отличается от известных устройств пульсирующего горения без резонансных труб, в которых пульсации создаются внешне управляемыми прерывателями потоков топлива, воздуха или пх смеси, поскольку при возбуждении автоколебаний давления частота последних автома10 тически оптимизируется процессом горения и интенсивность их всегда максимальна. В устройствах с внешним прерыванием потока частоты вынужденных колебаний не оптимальны для ка кдого мгновенного теплового режима установки, а получаемые при этом результаты случайны и практически невоспроизводимы.

Предмет изобретения

Устройство для сжигания топлива в пульсирующем потоке, содержащее две параллельные цилиндрические камеры сгорания с задросселированным выходом, соединенные одним или несколькими симметричными криволинейными каналами, расширяющимися от оси симметрии к камерам, и патрубки для подвода топлива с первичным воздухом, отличающееся тем, что, с целью уменьшения габаритов путем возбуждения в камерах релаксационных автоколебаний для устранения резонансных труб, патрубки установлены по оси симметрии каналов.