Камера смешения Советский патент 1993 года по МПК B01F5/00 

поперечного компонента в сносящем потоке определяется относительной глубиной проникновения струй h

, Гнар. - Г п -, Гнар. - гвн

(2)

где Гнар.1 - радиус наружной границы кольцевого участка; .

гвн.1 - радиус внутренней границы кольцевого участка;

г - радиус окружности, до которой проникают струи, вытекающие из насадков распределителя, или координата глубины проникновения струй.

Как показали экспериментальные исследования, проведенные в лаборатории Газовой динамики и горения КФ МЭИ, выполненные в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров (1) минимальная неравномерность распределения концентраций поперечного

компонента (0 Смин , где

Lcp

Смаке - максимальная концентрация в сечении, Смин-минимальная. Сер - средняя по сечению) достигёется при значении относительной глубины проникновения струй h 0,59...0,61. Прит 0,59 или h 0,61 неравномерность распределения поперечного компонента резко возрастает.

Из выражения (2) после преобразований получается соотношение для координаты глубины проникновения, обеспечивающей наилучшую равномерность распределения концентрации поперечного компонента.

Ь| Ь„ар.Г-(0159...0,61)(Ннар.гЬвнй (3)

Изменение режима работы камеры связано с изменением давления подачи поперечного компонента, вследствие чего изменяется глубина проникновения струй в. плоскости их траекторий С тем, чтобы это изменение в меньшей степени сказывалось на глубине проникновения по ширине каждого канала камеры между двумя соседними распределителями, предлагается направлять струй газа по хордам, касательным к окружностям радиуса hi .Тогда углы наклона осей насадков к радиусам камеры сгорания, проходящим через точки пересечения осей насадков с внутренними образующими распределителей, определяются из соотношения

hr. р -arcsin ---

Пнар.)

или, используя (3)

arcsln 1-(0,59...0,61) х

и.. HBH.

v ь„ав,)(4)

Следуя системе обозначений, представленных на фиг.2. можно записать 2пВн1 dKi-i + dTpi-r: 2НнаР.1 dKi - dTpi. где dKi .- диаметр оси распределителя, dTpi - наружный диаметр трубы распределителя, I - порядковый номер распределителя, считая от центра сечения камеры. Тогда выражение (4) приобретает вид

pi arcsln 1-(0,59...0,61) х

,. dki-i -fdTpi-u XVdk.-dur )J

(5)

Поперечные струи, проникая из кольцевых распределителей в цилиндрические насадки, расположенные под углом к распределителям, изменяют направление своего движения. С тем, чтобы новое направление движения струи в насадке совпало с осью насадки, длина его вдоль оси должна быть 1,5 диаметра.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признак .cxofl bi,ei:,.c/rjpir i s:i:9iMH, отличающими предлагаемое изобретение от прототипа, не обнаружены,;

На фиг.1 приведена схема продольного

разреза камеры смешения; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - элемент В на фиг.2.

Камера смешения состоит из корпуса 1, газового коллектора 2. выполненных в виде соосных круглых кольцевых распределителей 3, снабженных насадками 4 вдоль внутренних образующих, оси насадков 4 наклонены к радиусам камеры сгорания, проходящим через точки пересечения

осей насадков 4 с внутренними образующими распределителей 3 под углами

х

(0,59,..0,61) x /1 ni -1 +dTp - u (dki - тя Я

и противоположно направлены для сосед- .них распределителей, а длины насадков составляют 1,5 диаметра насадки. 55 Устройство работает следующим образом. .

Основной компонент двигается в корпусе 1 сплошным потоком с равномерным профилем скорости по сечению камеры. Поперечный компонент из коллектора 2 поступает в распределители 3 и оттуда через насадки 4, имеющие относительную высоту 1.5 его диаметра, вытекает в сносящий поток под углом к радиусам камеры смешения, проходящие через точки пересечения осей насадков 4 с внутренними образующими распределителей 3.

Выдув струй под углом

i arcsin 1-(0,59...0.61) x

/ djdj-Mjf drpi -ji, V dki -drpi / J

приводит к тому, что струи выдуваются по траекториям, касательным к окружности радиусом h (см. фиг.2), до которой проникают струи, вытекающие из насадков распреде- литЗлей. При этом с изменением давления подачи топлива глубина проникновения струй в радиальном направлении изменяется слабо, чем обеспечивается наибольшая равномерность распределения концентра0

5

0

5

ции поперечного компонента в пределах каждого кольцевого участка сечения.

Таким образом преимуществом предлагаемой камеры смешения по сравнению с прототипом является повышенная равномерность распределения топлива по сечению при изменении режима работы камеры. Разнонаправленность струй соседних распределителей позволит повысить эффективность смешения за счет дополнительного перемещения противоположно закрученных потоков вторичной зоны.

.Формула изобретения смешения включающая корпус, коллектор и кольцевые распределители, вдоль внутренней образующей которых установлены насадки, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона устойчивой работы камеры смешения и повышения интенсивности процесса смешения, ось насадка каждого из распределителей наклонена к радиусу, проходящему через насадок, под острым углом, при этом Отношение высоты каждого насадка к его диаметра не менее 1,5.

-|А

5 4

L jr Г

J /- , J s S /

i/i

Фаг. /

1

- V- -Lfg--.- Чдг/

B(k -i)