Способ розжига двухкомпонентного топлива Советский патент 1989 года по МПК F23Q13/00 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для розжига стационарных и транспортных камер сгорания.

Целью изобретения является повышение надежности розжига,

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого. способа.

Устройство содержит ускоритель 1 для ускорения газообразного компонента, полость 2, внутри которой разделяют поток на охлажденную и нагретую составляющие, смеситель 3, где осуществляют начальный розжиг компонентов, и дожигатель 4, где до-i жигают весь расход топлива.

Способ осуществляют следующим образом.

Один компонент топлива (горючее или окислитель), находящийся в газообразном состоянии, пропускают через ускоритель 1 и ускоряют его до сверхзвуковой скорости. Из ускорителя 1 компонент в виде недорасширенной струи газа направляют внутрь полости 2. Управляя давлением подачи компо-и нента и геометрией струи в последней возбуждают колебания ударных волн. Вследствие этого внутри полости 2 происходит сепарация компонента на , две составляющие, которые различаются тепловым состоянием: одна составляющая потока, заполняющая входную часть полости 2, охлаждается, а другая, находящаяся вблизи дна полости 2, нагревается. Охлажденную составляющую компонента и нагретый газ раздельно отводят из полости 2, причем охлаж-

4

00 СО

оь оо

J14831

енную составляющую делят на две еравные части, меньшую из которых мешивают с нагретой составляющей в смесителе 3, а продукты смешения недряют в дожигателе 4 в остальной поток охлажденного компонента, второй компонент подают в ускоритель 1 после того как температура нагретой составляющей в полости 2 достигнет темпе-jg ратуры воспламенения.

Так как в смеситель 3 подают лишь асть полного расхода, скорость двиения топлива меньше, чем скорость распространения пламени. Этим в сме- J5 сителе 3 создают благоприятные условия ля начала розжига. При воспламенении выделяется дополнительное количество тепла, что делает зажигание остального расхода топлива в дожигателе 4 20 более эффективным.

Пример. В качестве ускорителя было применено сужающееся коническое сопло с углом 60° и диаметром выходного сечения 20 мм. Сопло было уставов- 25 ено напротив полого тонкостенного стакана на некотором расстоянии от него и соосно с ним. Благодаря осевой подвижности сопла, расстояние между соплом и входом в полость мож- 30 но было изменять в пределах 5 - 40 мм, Полость была выполнена в виде конического диффузора с диаметром входа 22 мм и углом 8°, переходящего в хвостовой части в глухую цилиндричес- « кую трубу с диаметром 5, глубиной 70 и наружным диаметром 7 мм. Глухой торец полости имел сквозной канал диаметром 0,4 мм для выпуска из полости горячих газов.40

Сопло и стакан с полостью были установлены внутри цилиндрического

дожигателя на его закрытом торце и соосно с ним. Дожигатель имел диаметр 90 и длину 25 мм, один его торец был закрыт, а второй имел центральное отверстие диаметром 50 мм.

Внутри дожигателя вдоль его оси был также установлен смеситель, представляющий собой тонкостенный ЦИЛИ.НДР с отверстиями на боковых

стенках диаметром и высотой 40 мм, закрытой с торцов. Каждый торец был снабжен центральным отверстием. Через

50

g

5 0

5 0 0

0

88

одно отверстие диаметром 8 мм внутрь смесителя входила хвостовая цилиндрическая часть полого стакана, содержащая канал для выпуска горячих газов i из полости, через отверстие диаметром 10 мм в противоположном торце смесителя газы могли поступать из смесителя в дожигатель.

При реализации способа в сопло подавали воздух под давлением 5 10 Па при нормальной температуре. Перемещая сопло относитель но полости в газе возбуждали ударно-волновые колебания и это положение сопла фиксировали. В этом положении при подаче воздуха хвостовая часть полости нагревалась за 15-20 с до 1300 К. По достижении этой температуры в сопло вводился метан. Поток метановоздушной смеси заполнял дожигатель, затекал в смеситель, а часть потока попадала внутрь полости и там воспламенялась. Через канал в торце полости горячие газы вытекали в смеситель и зажигали находящуюся в нем метановоэдушную смесь. Из смесителя через отверстие в торце 0 I0 мм огонь перекидывался в дожигатель на остальной поток топлива и из дожигателя начинал истекать факел пламени.

Формула изобретения

Способ розжига двухкомпонентного топлива путем разгона струи газообразного компонента до сверхзвуковой скорости, торможения струи с возбуждением в ней колебаний ударных волн, нагрева одного компонента струи, смешения его с вторым компонентом топлива с последующим воспламенением смеси, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности, нагретый компонент топлива разделяют на охлажденную и нагретую составляющие, часть охлажденной составляющей отбирают и смешивают с нагретой, а смесь подают в поток остальной части охлажденной составляющей, причем смещение с вторым компонентом проводят в зоне разгона первого компонента после его разогрева до температуры воспламенения смеси.

1-й компонент(газ)

L

он

L

Изобретение относится к области энергетики, может быть использовано для розжига стационарных и транспортных камер сгорания и позволяет повысить надежность розжига. Компонент топлива (Т), находящийся в газообразном состоянии, ускоряют до сверхзвуковой скорости и направляют внутрь полости, где возбуждают колебания ударных волн. Внутри полости осуществляется сепарация компонента на охлажденную и нагретую составляющие, которые раздельно отводят. Затем охлажденную составляющую делят на две неравные части, меньшую из которых смешивают с нагретой составляющей, а смесь подают в поток оставшейся части охлажденной составляющей. Второй компонент Т подают в струю первого компонента в зоне его ускорения после разогрева первого компонента Т до температуры воспламенения. 1 ил.

Редактор Ю.Середа

Составитель Э.Языков Техред Л. Сердюкова

Заказ 2808/33

Тираж 488

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

I

Факел

Корректор М.Пожо

Подписное