СПОСОБ НАСТРОЙКИ ГАЗОСТРУЙНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ Российский патент 1996 года по МПК F23D11/34 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для настройки газодинамических систем, применяемых для воспламенения различных топлив.

Известны способы измерения величин, характеризующих звуковое поле: механические диск Рэлея, радиометры; тепловые калориметрическое измерение мощности; электрические термоэлектрические, пьезомагнитные, пьезоэлектрические, оптические.

К недостаткам указанных способов измерения акустических параметров при настройке газоструйных излучателей (ГСИ) на максимальный уровень генерируемой акустической энергии относится низкая надежность определения достаточного уровня излучения, при котором возможно надежное воспламенение газообразного кислородно-водородного топлива, если ГСИ настраивается вне газодинамической системы воспламенения (ГДСВ), даже непосредственно на водороде или кислороде.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ оценки уровня акустической энергии при настройке ГСИ термоэлектрическим методом с использованием термодатчиков, реагирующих на нагрев рабочего тела при прохождении акустических волн.

Недостатком известного способа также является низкая надежность определения уровня акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива при использовании для безопасности настройки излучателя модельного газа.

Цель изобретения повышение безопасности работы надежности оценки уровня излучаемой ГСИ акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива при настройке излучателя на модельном газе, например воздухе.

Указанная цель достигается тем, что термодатчик устанавливают в звуковом поле излучателя на его оси за резонатором и регистрируют нагрев воздуха в указанной зоне под воздействием генерируемых колебаний при различных сочетаниях основных конструктивных параметров ГСИ, т.е. оценку уровня генерируемой ГСИ акустической энергии проводят по величине нагрева воздуха. Отличие состоит в том, что уровень акустической энергии при настройке ГСИ на воздухе считают достаточным для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива в ГДСВ, если обеспечивается нагрев воздуха до температуры Т ≥ 600 К, которая гарантирует нагрев водорода в данной зоне при использовании его в качестве рабочего газа в ГСИ до температуры выше температуры воспламенения кислородно-водородной смеси, равной Т_в ≈ 830 К. Увеличение температуры нагрева Н₂ происходит за счет увеличения частоты генерируемых колебаний в излучателе ≈ в 3,8 раза, так как скорость распространения звука в водороде C_H2 ≈ 1319 м/с, а в воздухе С ≈ ≈347 м/с. Подача кислорода в зону, где находится водород с Т>830 К, вызывает разогрев топливной смеси и последующее воспламенение.

Способ поясняется фиг. 1 и 2.

П р и м е р. В сопло 1 газоструйного излучателя, помещенного в один из фокусов F₁ эллиптического концентратора, 2 подается воздух при различном входном давлении для генерирования периодических ударных волн. Во втором фокусе (F₂) концентратора помещен термодатчик 3 для измерения температуры нагрева воздуха под действием генерируемых периодических ударных волн. Для одного и того же сопла ГСИ при изменении диаметра резонатора 4 d_p, глубины резонатора h_р, расстояния между соплом и резонатором l_н), можно получить различные уровни и частоты генерируемых волн, которые обеспечивают различную величину нагрева газа. При определенных соотношениях указанных геометрических параметров ГСИ нагрев воздуха во втором фокусе достигает температуры Т ≥ 600 К. Замена в ГСИ воздуха на водород показала, что в режимах, обеспечивающих нагрев воздуха до температур Т ≥ 600 К, нагрев водорода достигал температуры Т>830 К. Проверка на газообразных компонентах при подаче водорода через сопло 1 излучателя, настроенного на воздухе на температуру Т ≥ 600 К и кислорода через каналы 2 газодинамической системы воспламенения в зону второго фокуса показала, что происходит воспламенение топлива в широком диапазоне входных давлений и температур (см. фиг. 2).

Изобретение существенно упрощает и повышает надежность оценки уровня генерируемой ГСИ акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива в ГДСВ, при настройке ГСИ на воздухе.

Использование: в энергетике для настройки газодинамических систем при воспламенении различных топлив. Сущность изобретения: настройку газоструйного излучателя при использовании в качестве рабочего тела кислородно-водородного топлива осуществляют изменением уровня и частоты генерируемых волн. При достижении воздухом температуры не менее 600 К изменение прекращают. 2 ил.

СПОСОБ НАСТРОЙКИ ГАЗОСТРУЙНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ путем изменения уровня и частоты генерируемых волн и измерения температуры воздуха в камере сгорания, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности настройки при использовании в качестве рабочего тела кислородо-водородного топлива, изменение уровня и частоты генерируемых волн прекращают по достижении воздухом температуры не менее 600 К.