Устройство для стабилизации пламени Советский патент 1993 года по МПК F23R3/00 F02K3/10 

Изобретение относится к авиационному двигателестроению, конкретно к конструкции устройств для стабилизации пламени в форсажных и прямоточных камерах сгорания.

Цель изобретения - расширение диапазона стабилизации пламени и повышение полноты сгорания по составу смеси и скорости газа в камере сгорания.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве для стабилизации пламени, содержащем форкамеру и прикрепленные к ней радиальные стабилизаторы пламени с перегородками внутри профилей, радиальных стабилизаторов, перегородки установлены от вершин профилей стабилизаторов в месте прикрепления радиальных стабилизаторов к форкамере и направлены под углом к продольной оси радиальных стабилизаторов,

На фиг.1 изображено предложенное устройство для стабилизации пламени, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - диапазон стабилизации пламени; на фиг.4 - полнота сгорания за предложенным устройством и этим же устройством без перегородок,

Устройство для стабилизации пламени содержит форкамеру 1. К стенкам форкаме- ры 1 прикреплены радиальные V-образные стабилизаторы 2. В проходные сечения стабилизаторов 2 установлены полые перегородки 3, начинающиеся от вершин профилей радиальных стабилизаторов в месте прикрепления их к форкамере и направ- ленные под углом к продольной оси радиальных стабилизаторов. В радиальных стабилизаторах 2 выполнены отверстия 4 для ввода охлаждающего воздуха внутрь перегородки 3. Из перегородки 3 охлаждающий воздух выводится через щель 5.

Установка перегородок в проходных сечениях радиальных стабилизаторов позволяет выбрать оптимальные соотношения геометрических величин по перекрытию проходных сечений радиальных стабилизаторов, когда отношение расстояния, L, от выходных кромок перегородок вдоль кромок радиальных стабилизатора до места крепления стабилизаторов к форкамере к ширине профиля радиального стабилизатора ; Н, находится в диапазоне 1-1,5, а к высоте профиля стабилизатора, h, в месте крепления его к форкамере - в диапазоне 0,5-0,8.

При работе форсажной камеры внутри форкамеры 1 при малых скоростях потока, что обеспечивает надежную стабилизацию пламени во всем диапазоне эксплуатации двигателя, сжигается топливо при составе

смеси, близком к стехиометрическому. Из форкамеры высокотемпературные продукты сгорания в виде струй поступают в ради- (альные стабилизаторы 2, где они при

помощи перегородок 3 отклоняются и вытекают в поток свежей топливо-воздушной смеси на участке крепления радиальных стабилизаторов 2 к форкамере 1. Смешение свежей топливо-воздушной смеси с высокотемпературными струями обеспечивает надежное воспламенение свежей горячей смеси. За радиальными стабилизаторами 2 над перегородками 3 образуются продоль; ные зоны циркуляции, заполненные за счет

конвективногр и турбулентного переноса продуктами сгорания топливо-воздушной смеси, сгоревшей в объеме за перегородкой 3. Свежая горючая смесь, обтекающая стабилизаторы 2 над перегородками 3, взаимодействует с образующимися зонами циркуляции, что обуславливает надежное ее воспламенение.

Подобная организация гидродинамики течения за радиальными стабилизаторами

обеспечивает надежную стабилизацию и высокую полноту сгорания в широком диапазоне по составу смеси и скорости потока в Камере. .

Результаты экспериментального исследования показали, что за предложенным устройством для стабилизации пламени срывные границы шире на 25-40% по составу смеси, на 10-12% по скорости газа (см.фиг.З, кривая 2), полнота сгорания выше

на 5-8% по составу смеси (см.фиг.4, кривая 2), чем за устройством, не имеющим перегородок в радиальных стабилизаторах (кривые 1 на фиг.З и 4).

Намечен серийный выпуск предложенного устройства для стабилизации пламени.

Формула изобретения

Устройство для стабилизации пламени, преимущественно форсажной камеры турбореактивного двигателя, содержащее форкамеру с прикрепленными к ней вершинами радиальными стабилизаторами уголкового типа, внутри которых установлены полые проточные перегородки, отличающееся тем, что, с целью расширения границ устойчивой работы камеры и повышения полноты сгорания топлива, перегородки установлены в месте крепления вершин стабилизато- ров к форкамере, наклонены под углом ж продольной оси стабилизаторов и имеют выходные кромки, расположенные от осно- ьания стабилизаторов на расстоянии, составляющем 1,0-1,5 от ширины основания стабилизаторов.

А-А

Использование: в авиационном двигате- лестроении, для стабилизации пламени в форсажных и прямоточных камерах сгорания. Сущность изобретения: при смешении свежей топливо-воздушной смеси с высокотемпературными струями обеспечивается надежное воспламенение свежей горячей смеси. За радиальными стабилизаторами 2 под перегородками 3 образуются продольные зоны циркуляции, заполненные за счет конвективного и турбулентного переноса продуктами сгорания свежей топливо-воздушной смеси, сгоревшей в обьеме за перегородкой 3. Выходные кромки перегородок 3 отстоят от основания стабилизаторов 2 на расстоянии, составляющем 1,0-1,5 от ширины основания стабилизаторов 2. 4 ил.

Puz.Z

z

0.9

0.8

Q7 0.6

Фиг. 4;;

6oЈ