Способ организации рабочего процесса в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя Советский патент 1993 года по МПК F02C7/26 

. /

Изобретение относится к области сжигания топлива в камерах сгорания напря- женных энергетических установок, например, в форсажных камерах турбореактивных двигателей.

Цель изобретения - повышение запасов устойчивости по отношению к виброгорению.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе подготовки топливо- воздушной смеси к горению в форсажной камере ТРД подачей струй топлива и воздуха под давлением в зону горения сообщают струям топлива различные индивидуальные вектора скорости, например, вращают струи топлива вокруг оси, перпендикулярной потоку воздуха. Вращение струй топлива в потоке воздуха приводит к тому, что в каждой точке пространства, где происходит смешение этих компонентов, благодаря различию в количестве движения и направлении взаимодействия топлива и воздуха каждая порция горючей смеси получает свой индивидуальный вектор скорости. Вследствие этого каждая порция горючей смеси имеет свое собственное время подготовки к горению и время сгорания.

Благодаря распределению временных характеристик процесса в определенном диапазоне повышается устойчивость к виб- рационному горению, по сравнению с процессом, в котором бее топливо имеет одно характерное время прдготовки смеси к горению и одно время выгорания. При этом в напряженных камерах сгорания экономич- ность практически не снижается.

На фиг. 1 показан продольный разрез камеры сгорания; на фиг, 2 - изображены зависимости функции выгорания различных порций топлива $t) от времени процесса t, где ri - время подготовки порции топлива к горению, а т% время выгорания порции топлива.

Камера сгорания фиг.1 содержит трубопровод подвода воздуха 1, корпус 2, Z-об- разную форсунку 3, установленную в камере

с возможностью вращения вокруг оси, перпендикулярной потоку воздуха, стабилизатор пламени 4 и запальное устройство 5.

Способ осуществляют следующим образом.

В камеру сгорания воздух подают по трубопроводу 1, а топливо - через вращающуюся Z-образную форсунку 3, топливная смесь поджигается запальным устройством 5 и после розжига сгорает за стабилизатором 4. Благодаря вращению форсунки 3 струи топлива и воздуха в каждой точке пространства, где происходит смешение, взаимодействуют по разному, векторы скорости топлива VT и воздуха 7ь, складываясь, придают каждой порции, подготавливаемой горючей смеси индивидуальный вектор скорости. Поэтому каждая порция горючей смеси в рассматриваемой камере сгорания имеет свое собственное время подготовки к горению п, и время сгорания гг, (см.фиг.2 - позиции а, б, с, д и т.д). Благодаря тому, что каждая порция топливной смеси имеет свой собственный характер выгорания, камера сгорания, в которой реализован такой процесс, имеет больший запас устойчивости по отношению к вибрационному горению, чем камера сгорания с сосредоточенным процессом горения.

Осуществление изобретения позволит повысить надежность работы камеры сгорания.

Формул а изо бретени я Способ организации рабочего процесса в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, заключающийся в подаче струи топлива в поток воздуха с образованием топливовоздушной смеси и сжигания последней в циркуляционной зоне, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона безвибрационного горения, циклически изменяют угол подачи струи топлива к направлению потока воздуха в плоскости меридионального сечения камеры сгорания.

Фиг. г

Использование: в форсажных камерах сгорания турбореактивных двигателей, Благодаря вращению форсунки 3 струи воздуха и топлива в каждой точке пространства, где происходит смешение.взаимодействуют по разному, т.е. каждая порция подготавливаемой горючей смеси получает индивидуальный вектор скорости. Поэтому каждая порция горючей смеси в рассматриваемой камере сгорания имеет свое собственное время подготовки к горению и время сгорания и тем самым повышает запас устойчивости по отношению к вибрационному горению. 2 ил.