Конструкция камер сгорания газотурбинных двигателей. Чигрин В.С - 16 стр.

UptoLike

Составители: 

16
Трубчато-
кольцевая
Хорошая механическая
прочность
Хорошее согласование
полей течения топлива и
воздуха
Небольшой расход воздуха
при стендовых испытаниях
Малые потери полного дав-
ления
Меньшие чем у трубчатой
камеры длина и масса
Меньше чем у кольцевой ком-
пактность камеры
Требуются соединительные
патрубки
Трудности в перебросе пламени
Для повышения экономичности и снижения уровня токсичности
выбрасываемых продуктов сгорания ГТД, имеющих высокие степени
повышения давления воздуха в компрессоре, проводятся исследования
двухзонных и двухярусных камер с последовательным и параллельным
расположением зон горения.
В обычных КС с одной зоной горения высокая эффективность
рабочего процесса обеспечивается в области расчетного режима, а
при
малых нагрузках качество горения резко ухудшается, полнота сгорания
топлива уменьшается до 88...93 %. При форсировании по нагрузке
рабочего объема процесс горения улучшается, но существенно возрастает
выход оксидов азота в связи с ростом температуры в зоне горения.
В двухзонных и двухярусных КС можно исключить отмеченные не-
достатки. В таких камерах имеются дежурная зона
горения, обеспечи-
вающая низкий уровень эмиссии оксида углерода СО и несгоревших
углеводородов НС на режимах малой тяги, и основная зона горения,
позволяющая получить низкий уровень эмиссии оксидов азота NO
х
на
режимах большой тяги. Эмиссия основных токсичных компонентов по
результатам экспериментальных исследований составила
NO
х
– 7,9 г/кг (35), СН- 0,3 г/кг (30), СО-24 г/кг (73) в радиально-осевой
двухзонной КС, а в двухярусной камере: NO
3
– 7,2 г/кг; СН - 2 г/кг; СО - 21
г/кг. В круглых скобках даны значения эмиссии токсичных компонентов
серийной камеры двигателя СF - 50С (США), в которой не предусмотрены
мероприятия по снижению токсичности продуктов сгорания.
Международная организация гражданской авиации (IСАО) при участии
российских специалистов разработала международные нормы на выброс
загрязняющих веществ. IСАО предусматривает
для всех турбореактивных
двигателей (дозвуковых пассажирских самолетов) с взлетной тягой более
26,7 кН, изготовленных после 1 января 1986г., что выбросы не должны
превышать: по СО - 118 г/кН. по НС - 19,6 г/кН, по NO
х
- (42 - 2 Пк) г/кН.
Ресурс двухзонных КС при традиционной технологии изготовления
значительно уступает требованиям, предъявляемым к современным
двигателям, что объясняется высокими напряжениями в кольцевых
сечениях. Естественно, разрезав кольцевую секцию на несколько сегментов,
                                         16

Трубчато-       Хорошая      механическая     Меньше чем у кольцевой ком-
кольцевая       прочность                     пактность камеры
                Хорошее      согласование     Требуются соединительные
                полей течения топлива и       патрубки
                воздуха                       Трудности в перебросе пламени
                Небольшой расход воздуха
                при стендовых испытаниях
                Малые потери полного дав-
                ления
                Меньшие чем у трубчатой
                камеры длина и масса



      Для повышения экономичности и снижения уровня                  токсичности
выбрасываемых продуктов сгорания ГТД, имеющих высокие степени
повышения давления воздуха в компрессоре, проводятся исследования
двухзонных и двухярусных камер с последовательным и параллельным
расположением зон горения.
      В   обычных КС с одной зоной горения высокая эффективность
рабочего процесса обеспечивается в области расчетного режима, а при
малых нагрузках качество горения резко ухудшается, полнота сгорания
топлива уменьшается до 88...93 %. При форсировании по нагрузке
рабочего объема процесс горения улучшается, но существенно возрастает
выход оксидов азота в связи с ростом температуры в зоне горения.
      В двухзонных и двухярусных КС можно исключить отмеченные не-
достатки. В таких       камерах имеются дежурная зона горения, обеспечи-
вающая низкий уровень эмиссии оксида углерода СО и несгоревших
углеводородов НС на режимах малой тяги, и основная зона горения,
позволяющая получить низкий уровень эмиссии оксидов азота NOх на
режимах большой тяги. Эмиссия основных токсичных компонентов по
результатам экспериментальных исследований составила
      NOх – 7,9 г/кг (35), СН- 0,3 г/кг (30), СО-24 г/кг (73) в радиально-осевой
двухзонной КС, а в двухярусной камере: NO3 – 7,2 г/кг; СН - 2 г/кг; СО - 21
г/кг. В круглых скобках даны значения эмиссии токсичных компонентов
серийной камеры двигателя СF - 50С (США), в которой не предусмотрены
мероприятия по снижению токсичности продуктов сгорания.
       Международная организация гражданской авиации (IСАО) при участии
 российских специалистов разработала международные нормы на выброс
 загрязняющих веществ. IСАО предусматривает для всех турбореактивных
 двигателей (дозвуковых пассажирских самолетов) с взлетной тягой более
 26,7 кН, изготовленных после 1 января 1986г., что выбросы не должны
 превышать: по СО - 118 г/кН. по НС - 19,6 г/кН, по NOх - (42 - 2 Пк) г/кН.
      Ресурс двухзонных КС при традиционной технологии изготовления
значительно уступает требованиям, предъявляемым к современным
двигателям, что объясняется высокими напряжениями в кольцевых
сечениях. Естественно, разрезав кольцевую секцию на несколько сегментов,