Генератор плазмы Советский патент 1993 года по МПК F02K9/62 H02N3/00 

Изобретение относится к энергомашиностроению и может быть использовано для получения плазмы в магнитогидродинами- ческихгенераторах.

Цель изобретения -- повышение интен- сивных характеристик процесса на переменных режимах.

Известно, что при поперечной подаче струй эффективность смешения лимитируется конвективнымтепломассопереносом и может быть определена соотношением

Н,1

hr - h2r

ПЗг -П2г

hs - and

. УС

VCM

hr 1 - V

1 -hi -2 пзсоз/3

где «-угол атаки;/ -угол хордальности;#- параметр качества; А-характерный размер потока; ап - коэффициент формы струи; d - диаметр отверстия; v - скорость; р- плотность; h-глубина проникновения.

Индексы: 2 - ограничение по передней границе; 3 - ограничение по конвективному массопереносу; с - струя, см-смеси; s - в плоскости траектории струи.

Таким образом при изменении режима работы генератора меняется hs, в самом общем случае меняется hr; H и, как следствие, уменьшается качество смешения в.

Для того, чтобы при изменении режима работы генератора качество смешения сохранялось неизменным, необходимо, чтобы хема подачи струй допускала hr const при , Это в редакции отсутствия ограничений по дискретности асимметрии распределения и длине на завершении технологического процесса принципиально возможно в схеме, когда насадки направлены по касательной к поверхности условного цилиндра и в пределах группы попарно направлены навстречу друг другу, оси насадков разных групп взаимно перпендикулярны, расположены в одном поясе и в каждой группе четыре насадка. Для исключения соударения соседних струй, принадлежащих соседним группам, предусмотрена различ- ная ориентация большей полуоси овального сечения насадка относительно оси канала (например, параллельно и перпендикулярно). Такой подход позволяет реализовать различные значения аь (аы/ 0°, аи 90°) для различных групп насадков и, следовательно,- различных траекторий, не допускающих соударений струй с учетом нарастания ши- оины пограничного слоя. Здесь р - угол

5

0

5

0

5

0

5

между большей полуосью овала и осью канала.

На фиг. 1 изображен генератор плазмы; на фиг..2 - разрез А-А на фиг. 1.

Генератор плазмы имеет корпус 1, внутри которого размещена цилиндрическая жаровая труба 2 и конфузор 3, патрубки 4, горючего и присадки 5, которые сообщаются с коллекторами 6 и 7 горючего и присадки соответственно. Коллекторы 6 и 7 соединены с магистралями 8 горючего и присадки 9 соответственно. Патрубки 4, 10 выполнены овальными, причем для патрубков 4 (первой группы) большая полуось овала параллельна оси корпуса, а для патрубков ю перпендикулярна ей (вторая группа), Насадки в пределах группы попарно направлены навстречу друг другу, а для разных групп взаимно перпендикулярны.

Генератор работает следующим образом, .

Внутри цилиндрической жаровой трубы 2 подается поток окислителя. Горючее из магистрали 8 через коллектор 6 равномерно распределяется по патрубкам 4, 10, а ионизирующая присадка - по патрубкам 5, из которых истекает в виде поперечных струй в поток окислителя. Оси струй горючего принимают направление патрубков и являются касательными к поверхности условного цилиндра, так как в пределах группы насадки попарно направлены навстречу друг другу, то начиная с некоторого режима струи соу- даряются, что приводит к дополнительной интенсификации конвективной и турбулентной составляющих массопереноса. Овальные сечения насадков, их ориентация относительно оси корпуса и взаимная перпендикулярность осей исключает соударения струй, принадлежащих различным поясам. Приведенные условия позволяют получить высокое значение качества смешения и, как следствие, плотности плазмы на переменных режимах. Заметим, что присадка из магистрали присадки 9 через коллектор 7 равномерно распределяется по патрубкам присадки 5, а затем параллельно струям горючего подается в виде поперечных струй в поток окислителя.

Исследования, проведенные в лаборатории Тидрогазодинамика в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров G ;г 0-0.80; р - 1,0 2,65; d -0,01-0,10:1 -.0.098-0,784 показали, что получение высоких значений качества смешения в широком диапазоне изменения режимных параметров возможно за счет овальных насадков, объединенных в группы по их ориентации относительно оси корпу-. са, причем наилучшие результаты удается

получить при взаимно перпендикулярном положении больших полуосей овала,

GI .

Gl +62 И Рем

Здесь G т гп-Ј.

Х А

G - массовый расход; р - плотность; d - диаметр; А - характерный размер потока; t

- шаг. Индексы: 1 - поперечные струи, 2 - уносящий поток, см - смесь, н - насадок, э

- эквивалентный.

Формула изобретения Генератор плазмы, содержащий корпус

и жаровую трубу с подводом окислителя, на

0

боковой поверхности которого выполнены патрубки по касательной к поверхности условного цилиндра, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивных характеристик процесса на переменных режимах, в каждом поясе выполнено по две группы патрубков овального поперечного сечения, по четыре в каждой, с большей полуосью овала, параллельно.й и перпендикулярной оси жаровой трубы соответственно, патрубки в пределах группы попарно направлены навстречу друг другу, а для различных групп взаимно перпендикулярны.

Изобретение относится к энергомаши- ностроению и может быть использовано для получения плвэмы в магнитогидродинамичеСких генераторах. Целью изобретения яв- /1яется повьидение йнте.нсиеных характеристик процесса на переменных режимах.- Генератор плазмы содержит kopnyfc 1, внутри которого размещена цилиндрическая жаровая труба 2 и конфузор 3, патрубки горючего 4 и присадки 5, которые сорбща- (ртся с; коллекторами б и 7 горючего И при- с.адкй со ответ ;твёнйб. г Латрубки меЩёйы ными, причём для патрубков(Одной группы большая полуось овала. Параллельна оси корпуса, а для патрубков другой группы перпендикулярна ей. Патрубки а пределах группы попарно направлены навстречу друг другу, а для разных групп взаимно пергтен- ;дикулярны.,2 ил. -.;:; :;:.;.. . / ...;.:: : .,,--, у fe

Фи г. 2