Способ розжига двухкомпонентного топлива

 

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.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,»1483188 А1 (51)4 F 23 (13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ AEHT СССР (21) 4334621/28-06

1 (22) 30. 11 .87 (46) 30.05.89. Бюл.В 20 (71) Московский авиационный институт им. Серго Орджоникидзе (72) Х.В.Кесаев, В.В.Пемченко и В.Г.Зиновьев (53) 662.59(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 1327018, кл. F 23. g 13/00, 1986. (54) СПОСОБ РОЗЖИГА ДВУХКОМПОНЕНТНОГО

ТОПЛИВА (57) Изобретение относится к области энергетики, может быть использовано для розжига стационарных и транспортных камер сгорания и позволяет повысить надежность розжига. Компонент

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

Целью изобретения является повы.шение 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-1 жигают весь расход топлива.

Способ осуществляют следующим образом, 2 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. l ил.

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 (;Щ

2. Управляя давлением подачи компо- "ф 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 Й полости 2, охлаждается, а другая, находящаяся вблизи дна полости 2, нагревается. Охлажденную составляющую компонента и нагретый газ раздельно отводят из полости 2, причем охлаж3

14831 денную составляющую делят на две . неравные части, меньшую иэ которых смешивают с нагретой составляющей в смесителе 3, а продукты смешения внедряют 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-lp ратуры воспламенения.

Так как в смеситель 3 подают лишь часть полного расхода, скорость движения топлива меньше, чем скорость распространения пламени. Этим в смесителе 3 создают благоприятные условия для начала розжига. При воспламенении выделяется дополнительное количество тепла, что делает зажигание остального расхода топлива в дожигателе 4 более эффективным.

Пример. В качестве ускорителя было применено сужающееся коническое сопло. с углом 60 и диаметром выходного сечения 20 мм. Сопло было установ- 25 лено 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- >5 кую трубу с диаметром 5, глубиной 70 и наружным диаметром 7 мм. Глухой торец полости имел сквозной канал диаметром 0,4 мм для выпуска иэ 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 45 был закрыт, а второй имел центральное отверстие диаметром 50 мм.

Внутри дожигателя вдоль его оси был также установлен смеситель, представляющий собой тонкостенный цилиндр с отверстиями на боковых стенках диаметром и высотой 40 мм, закрытой с торцов. Каждый торец был снабжен центральным отверстием. Через

88 одно отверстие диаметром 8 мм внутрь смесителя входила хвостовая цилиндрическая часть полого стакана, содержащая канал для выпуска горячих газов I иэ полости, через отверстие диаметром

10 мм в противоположном торце смесителя газы могли поступать иэ смесителя в дожигатель.

При реализации способа в сопло подавали воздух под давлением 5 х10 Па при нормальной температуре.

Перемещая сопло относительно полости в газе возбуждали ударно-волновые колебания и это положение сопла фиксйровали. В этом положении при подаче воздуха хвостовая часть полости нагревалась эа 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. Иэ смесителя через отверстие в торце 4 10 мм огонь перекидывался в дожигатель на остальной поток топлива и иэ дожигателя начинал истекать факел пламени.

Формула изобретения, Способ розжига двухкомпонентного топлива путем разгона струи газооб-. разного 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.

l483I88

1-й ксптн нт(газ) Ю Ъ в 3

С) Факел

Составитель Э.Языков

Техред Л. Сердюкова

Корректор М.Пожо

Редактор Ю.Середа

Заказ 2808/33

Подписное

Тираж 488

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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