Способ определения периода задержки и температуры самовоспламенения жидких и газообразных топлив
! ясд > т
i ° iu . «э-. .:;g 1Д FI а1 (»!659943
ОП ИСАН И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Союз Советских
Социалистических
Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.05.76 (21) 2356376 24-06 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 30.04.79. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования oil!le IIIIIII 30.04.79 (51) М. Кл. -
G 01N 25/52
Государственный комитет (53) УДК 621.182.261 (088.8) ло делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения
В. Н. Груздев, Н. А. Панова и А. В. Талантов (71) Заявитель
Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А. H. Туполева (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДА ЗАДЕР)ККИ
И ТЕМПЕРАТУРЫ САМОВОСПЛАМЕНЕНИЯ ЖИДVÈÕ
И ГАЗООБРАЗНЫХ ТОПЛИВ
Изобретение относится к области исследования физико-химических свойств топлив и может быть использовано для определения периода задержки и температуры самовоспламенения ?кидких и газообразных топ:IHp применительно к камерам сгорания дв! гатслей различного типа (к форсажным камерам, к камерам сгорания газогенераторов и т. д.).
Известен способ определения температуры вспышки жидких топлив в смеси с воздухом с помощью термопары в камерах с подводом воздуха и жидкого топлива, испарения его в камере, поджигом смеси и выводом продуктов сгорания (1), а также способ определения точки воспламенсния смеси воздуха и жидких углеводородов (2), при котором в камеру воспламенения подают под давлением через смеситель воздух и топливо, затем нагревают смесь до температуры воспламенения и точку воспламенения определяют с помощью ионизацпонпого
ДЕ- ГЕ KTOP cI, Недостатками известных способов является то, !то в IIIIx определяется не температъ 1?а с11 10воспл 1!к!снснl!я, а тсм пер ату ра под?киганпя, зависящая от температуры локального источника тепла.- Кроме того, они не позволяют определять период задержки воспламенения.
Из пзвсстных способов наиоо Icc близк!1м к описываемому является способ определения периода задержки и температуры самоB0CIIлак!СНСНПЯ Ж11д!хllх II 1 33000p23IlhIX ТОПли в п1 тем из!грсва 110TÎ! а смссп топл!1ва 11 окислителя до температуры самовоспламснсния, регистрации момента вспышки и измсpcIIIIH в момсш вспышки расчетных парамстров, позьоляющ!Пх определить врсмя
10 задср?ккп воспламенения, равнос времени пребывания смеси в камсрс воспламенения
L ЛРГ
1Г "а.я т
15 где L — расстояние от топливного до водяного коллектора;
Ц" — скорость смеси;
Р— статическое давление;
à — площадь поперечного сечения камеры воспламенения; 6 — суммарный расход воздуха и топлива;
li — универсальная газова» постоянная;
25 Т вЂ” температура газа (3).
Нсдостатком этого способа определения темпсратуры самовоспламенения и периода 3;l3cp?! II являстся нllзкая надежность получаемых даннь!х. Объясняется это тем, 30 что определение момента воспламенения затруднено нсопределенностьк) характерных признаков воспламенения. При впрыске топлива в нагретый поток воспламенение его развивается в несколько стадий, на шная от слабого голубого свечения до устойчивого фронта пламени. Разница во
Врсмсип появления этих стадий до!Вольно
Вел,!кя и В 3»131tcttvocтп HT тог<), какой из этих моментов принять за факт воспламенения, можно получить существенно разные рсзул»т»òû.
Целью изобретения является повышение надежности îHpcäcëcHI!ÿ периода задержки
П тСМ1:CP»TÓPIvi СаМОВОСПЛЯМСНСНИЯ ТОПЛИВ.
VI<3BB1IIl»Я Ц(, Ib ДОстнгастсЯ тсм, что на
1(гтli ноioK» рязмсщя!О! мсхян!Iчсский ст 1ои,!ИЗ»1 ОР 1! 1
)) !!м стяб!»!и:1»торо)1, ряс(с) н!1с пяр»метры измеряют I,.I>I Hccfvn;II>KIfx рязмсрон стабиlttBBt0p», для каждого размера определяют период задержки и температуру самовоси iB)IcIteitII5I и путем экстраполирования выше f5110T пх значения для нуле!)ого размера стабилизатора.
IIB фиг. 1 изображен» схема устройства, рсялпзу)ощсго прсдлагасмый способ; на фш. 2 — кривые, поясняющие определение величин температуры воспламенения Т, методом экстраполяции до нулевого размера стабилизатор а пламени: на фиг.
3 зависимость температуры воспламенения от скорости потока при различны. : размерах стабилизатора п la>le!«f; на фиг. 4— экспериментальныс данные, полученные при использовании данного способа, в сопоставлсHèè с данными, полученными при использовании известного способа (прото !пи).
Установка содержит камеру воспламенения 1, ня входе которой установлены топливный коллектор 2, мяно vlcTp 3 замера ст(!ичсского давления п тсрмопяра 4, а на
Выходе — — ст»билпз;пор 5 и iBxtetIH, гснераI 0 !) П у 10 K B м С р у 6 l! и я Н а, 1 1 ОД В Од <1 С ж )1 Т 0 ГО воздух» 7 с установленными в нем дроссельной шайбой 8, манометрами 9 перепада давления на шайбе и термопярой 10. В ка. pbl тока на 100 — 150 С нпжс ож((Д»смой тс tffcратуры воспламенения в камеру воспламенения через форсунки коллектора 2 подают определенное количество топлива и одновременно продол)кают нагрев потока В генсраторпой камере до тех llop, пок» зя стя() llл Пз (тором 5 H(H05113! t «. и << CT011 чнв<»! и фронт пламени. В момс(г! Появления 1»мсни проводят замеры ст;п и(еского давления по манометру 3, температуры потока с пох!о!ць!о термопары 4, расхода топлива в генсраторную камеру 6 и 13 камеру воснляxicícHè>I 1, перепад давления Воздуха El;1 дроссельной шайбе 8 с помощью ма....етров 9 и температуры воздуха на входе в гснераторную камеру при помощи термопары 10.
По »BI(tepef1!10)1;. перепаду давления H -)а дросссл»ной шайбе, температуре T и давлеIilfK) 1303Д) Хя Р il» ВХОДС 13 1 СНСp»T01)H>, 10 к»мсру определяют расход Воздуха
G, где 1х =29,27 — газовая постоянная; по статическому давлению Р,т и температуре
Т, Hîòîêà па входе в камеру !)oct!ë»ìå!Icния ofipcä(. ëя ют cKopoc1 ь потока хд т„ ст (где "6=6,+6., — суммарньш расход вэз—:0 дула и топлива в генераторную камеру и камеру воспламенения;
à — площадь проходного сечения камеры восп.(а«) менсния; и время пребывания смеси в камере Е30спламенения, равное периоду задержки воспламенения
L<< Lâ ст F
tv ал т, и0 где 1, — расстояп!!с от топливного коллектора до стабилизатора пламени.
С О-зза.а зава сО
Проведены исследования топлива марки
ТС-1 при установке стабилизаторов размерами, равными 30 мм, 15 мм и 5 мм на расстояниях L, от топливных коллекторов, равных 80 мм, 140 мм, 500 мм и 1000 мм.
Значснис температуры самовоспламенения T)Q для нулевого размера стабилизатор» получено путем экстраполирования завис !мостсй температуры самовоспламенения от размер» ст;1билпзатора для разны.; скоростей потока, изображенных на фиг. 2.
Продлевая кривыс T,=-f(d) до IIepeceHe»ft>I
С ОС>ИО ОРДИНЯт, ОПРСДЕЛЯСМ Твр
1 ()<1(l)IfIvff 3flI3lic11)10cти т(. . I if(.РЯ 1
Зз Вис11м ости i ° cpIIOдя задержки 0Т т мпсрс1 t ó"ðI.l самовоспламенения (фиг. 4, кривы< I)
H0CTPOCÍ1v! 13 ПО t<, . IОГ»PItg vtlt ICCK11X Е001:ДП(<з и» 1 3) В камере воспламенения в каждом случае замеряю-. концентрацию кислорода сОгзав(и определенный период задержки воспламенения по замерснным данным приводят к принятому значению концентрации Ч0 сОг = 10% 5 для топлива ТС-1 по данным, полученным известным способом. Описываемый способ позволяет определить температуру самовоспламенения и период задержки воспламенения топлив в условиях, близких к условиям горения в форсажных камерах. Как следует из фиг. 4 данные, полученные ранее известным способом, (кривые II) дают сильно завышенное значение температуры самовоспламенения и использование их при разработке форсажных камер приводит к прогарам стабилизаторов и выходу форсажной камеры из строя. Данные, полученные описываемым способом, (кривыс I) более достоверны, могут быть использованы при проектировании форсажных камер, что позволит сократить время доводочных работ и повысить надежность двигателей с форсажными камерами. Формула изобретения Способ определения периода задержки и температуры самовоспламенения жидких и газообразных топлив путем нагрева потока смеси топлива и окислителя до температурь1 самовоспламенения, регистрации момента вспышки и измерения в момент вспышки расчетных параметров, отличающийся тем что с целью повышения надежности, на пути потока размещают механический стабилизатор и момент вспышки определяют по появлению фронта пламени за этим стабилизатором, расчетные параметры измеряют для нескольких размеров стабилизатора, для каждого размера определяют псриод задержки и температуру самовоспламенения и путем экстраполпровання вычисляют их значения для нулевого размера стабилизатора. Источники информации, принятыс во внимание прп экспертизе 1. Лвторскос свидетельство СССР № 458754, кл. G OIU 25/52, 1974. 20 2. Патент Лнглип ¹ 1257323, кл. G 1Р, 1971. 3. Трушин Ю. М. Исследование задержки воспламенения углеводородных топлив методом потока. Сборник статей «Исследова25 ние горения в потоке воздуха, М., «Машиностроение», 1964, с. 9. ааа ааа 659943 7ааа Ю 7КО - tgr 2 в Сос:анитсд И. Аксенов Корректор И. Позняковская Редактор T. Горячева Заказ 554/18 Изд. X 269 1 праж 1089 Подписное 11ПО Государственного комитета CCCP по делам изоорстсиий и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раугнск ISi IIBi)., д. 1 75 Типография, ир. Гану она, 2 7И 120 rZO 2О 22О ZgC Рог. Ю 7 РЮ 03 О,г -,"
