Составители:
Рубрика:
3
НАЗНАЧЕНИЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ И ОСНОВНЫЕ
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАМЕРАМ СГОРАНИЯ
Камера сгорания (КС) – один из основных узлов газотурбинных
двигателей (ГТД). Ее назначение - сжигание топлива и получение высоко-
нагретого рабочего тала. Надежность пуска и работы камеры сгорания, ее
экономичность и долговечность определяют аналогичные показатели всего
двигателя. Качество работы камеры сгорания
оценивается по показателям
эффективности, надежности и экологического совершенства.
Конструкция камеры сгорания должна обеспечивать:
1) быстрый и надежный пуск, устойчивую работу КС в различных
эксплуатационных режимах;
2) высокий коэффициент полноты сгорания топлива
η
г
= Q
I
/Q
II
,
где Q
II
- количество теплоты, выделившееся в рабочем объеме камеры
при сгорании топлива в единицу временя и затраченное на нагревание
рабочего тела, Q
II
- полное (теоретическое) количество теплоты, которое
могло выделиться в единицу времени.
В современных КС на расчетном режиме η
г
= 0,98...О,99;
3) малые относительные гидравлические потери полного давления в
камере σ
*
г
=( Р*
в
-Р*
г
)/Р*
в
, где Р*
в
и
Р*
г
- полные давления воздуха на входе в
КС и газа на выходе из нее.
У КС авиационных ГТД обычно σ
*
г
=3...5 %, но может быть и боль-ше
10%. Рассматриваемая величина учитывает потери на трение и тур-
булентные потери (на удар в диффузоре, смещение потоков и т.д.)
измеряется при «холодных» продувках КС. В условиях горения потери
возрастают в связи с расширением газа при подводе к нему теплоты,
соответствующим перераспределением
и увеличением скорости течения;
4) высокую теплонапряженность рабочего объема H=Q
I
/( V
ж
P
в
), где V
ж
-
внутренний объем жаровой трубы. У авиационных ГТД Н= 4000...5000
кДж/м
3
ч·Па. Достижение высокой теплонапряженности позволяет уменьшить
габариты и вес КС;
5) малую или заданную неравномерность поля температуры газа на
выходе из КС. Это требование связано с обеспечением долговечности
лопаток и других деталей проточной части турбины.
δ =(T*max-T*min)/ T*ср
В авиационных ГТД δ = I5...20 % и более;
6) большой ресурс работы, удобство и
безопасность эксплуатации
камер сгорания.
7) отсутствие нагарообразования на стенках КС, дымления, токсичности
веществ в продуктах сгорания;
8) простоту конструкции и технологичность производства;
9) простоту обслуживания и эксплуатации;
8) в различных условиях эксплуатации КС должна работать без срыва
3
НАЗНАЧЕНИЕ КАМЕРЫ СГОРАНИЯ И ОСНОВНЫЕ
ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К КАМЕРАМ СГОРАНИЯ
Камера сгорания (КС) – один из основных узлов газотурбинных
двигателей (ГТД). Ее назначение - сжигание топлива и получение высоко-
нагретого рабочего тала. Надежность пуска и работы камеры сгорания, ее
экономичность и долговечность определяют аналогичные показатели всего
двигателя. Качество работы камеры сгорания оценивается по показателям
эффективности, надежности и экологического совершенства.
Конструкция камеры сгорания должна обеспечивать:
1) быстрый и надежный пуск, устойчивую работу КС в различных
эксплуатационных режимах;
2) высокий коэффициент полноты сгорания топлива
ηг = QI /QII,
где QII - количество теплоты, выделившееся в рабочем объеме камеры
при сгорании топлива в единицу временя и затраченное на нагревание
рабочего тела, QII - полное (теоретическое) количество теплоты, которое
могло выделиться в единицу времени.
В современных КС на расчетном режиме ηг = 0,98...О,99;
3) малые относительные гидравлические потери полного давления в
камере σ*г =( Р*в-Р*г)/Р*в, где Р*в и Р*г - полные давления воздуха на входе в
КС и газа на выходе из нее.
У КС авиационных ГТД обычно σ*г =3...5 %, но может быть и боль-ше
10%. Рассматриваемая величина учитывает потери на трение и тур-
булентные потери (на удар в диффузоре, смещение потоков и т.д.)
измеряется при «холодных» продувках КС. В условиях горения потери
возрастают в связи с расширением газа при подводе к нему теплоты,
соответствующим перераспределением и увеличением скорости течения;
4) высокую теплонапряженность рабочего объема H=QI/( Vж Pв), где Vж -
внутренний объем жаровой трубы. У авиационных ГТД Н= 4000...5000
кДж/м3ч·Па. Достижение высокой теплонапряженности позволяет уменьшить
габариты и вес КС;
5) малую или заданную неравномерность поля температуры газа на
выходе из КС. Это требование связано с обеспечением долговечности
лопаток и других деталей проточной части турбины.
δ =(T*max-T*min)/ T*ср
В авиационных ГТД δ = I5...20 % и более;
6) большой ресурс работы, удобство и безопасность эксплуатации
камер сгорания.
7) отсутствие нагарообразования на стенках КС, дымления, токсичности
веществ в продуктах сгорания;
8) простоту конструкции и технологичность производства;
9) простоту обслуживания и эксплуатации;
8) в различных условиях эксплуатации КС должна работать без срыва
