Смеситель двухконтурного газотурбинного двигателя

 

Использование: в области авиадвигателестроения. Сущность изобретения: смеситель содержит перекрывающую наружный контур двигателя обечайку с поясом основных патрубков, оси которых наклонены в плоскости поперечного сечения смесителя и расположены от оси последнего на одинаковом расстоянии. Обечайка снабжена поясом дополнительных патрубков, смещенных в окружном направлении относительно основных патрубков и расположенных одинаково с последними относительно плоскости поперечного сечения и оси смесителя, причем оси патрубков каждого пояса попарно направлены навстречу друг другу. 3 ил.

Изобретение относится к авиадвигателестроению и может быть использовано в авиационных двухконтурных двигателях. Известен двухконтурный газотурбинный двигатель, в котором смеситель выполнен в виде вкладыша, перекрывающего поперечное сечение наружного контура и имеющего несколько рядов отверстий с различной проходной площадью. Основные недостатки устройства низкая эффективность смещения, так как отдельные струи сливаются в кольцевую на относительно небольшом расстоянии. Наиболее близким техническим решением является смеситель двухконтурного газотурбинного двигателя [2] содержащий перекрывающую наружный контур двигателя обечайку с поясом патрубков, оси которых наклонены в плоскости поперечного сечения смесителя и расположены от оси последнего на одинаковом расстоянии. Основной недостаток устройства значительное снижение эффективности смешения на переменных режимах. Цель изобретения повышение эффективности смешения в широком диапазоне режимов работы. Указанная цель достигается за счет того, что смеситель двухконтурного газотурбинного двигателя, содержащий перекрывающую наружный контур двигателя обечайку с поясом основных патрубков, оси которых наклонены в плоскости поперечного сечения смесителя и расположены от оси последнего на одинаковом расстоянии, причем обечайка снабжена поясом дополнительных патрубков, смещенных в окружном направлении относительно основных патрубков и расположенных одинаково с последними относительно плоскости поперечного сечения и оси смесителя, а оси патрубков каждого пояса попарно направлены навстречу друг другу. Проведение исследования показали, что такая подача струй позволяет значительно расширить диапазон изменения режимных параметров, в котором обеспечивается высокая эффективность массопереноса, что объясняется интенсификацией конвективной и турбулентной составляющих массопеpеноса за счет соударений струй. Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками прототипа, не обнаружены. Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями. На фиг.1 приведен продольный разрез устройства; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 сечение Б-Б на фиг.1. Смеситель 1 двухконтурного газотурбинного двигателя 2 содержит перекрывающую наружный контур 3 двигателя 2 обечайку 4 с расположенными по окружности основными патрубками 5 и дополнительными патрубками 6, наклоненными в сторону внутреннего контура 7 и расположенными от оси смесителя, на одинаковом расстоянии. Дополнительные патрубки 6 смещены относительно основных патрубков 5 в окружном направлении и расположены одинаково с последними относительно плоскости поперечного сечения и оси смесителя. Смеситель 1 сообщается с соплом 8 (в общем случае перед соплом может быть установлена камера дожигания). Устройство работает следующим образом. Продукты сгорания из внутреннего контура 7 поступают непосредственно в смеситель 1, туда же из наружного контура 3 через основные насадки 5 и дополнительные 6 истекает воздух, который тщательно перемешивается, в том числе на переменных режимах, а смесь истекает через сопло 8. Исследования, проведенные в лаборатории "Гидродинамики и горения" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров 0-0,80, 1,0-2,65 1,0-2,65, 0,01-0,10; 0,098-0,784, 0-0,65, показали, что получение высоких значений качества смешения в широком диапазоне изменения режимных препаратов возможно при 0,35-0,45 и расстоянии между поясами 0,20-0,25 диаметра камеры смешения. Здесь = где G массовый расход; ρ плотность; d диаметр; А характерный размер потока; t шаг. Индексы: 1 поперечные струи 2 сносящий поток 3 смесь н насадок
у условная окружность.

Формула изобретения

СМЕСИТЕЛЬ ДВУХКОНТУРНОГО ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ, содержащий перекрывающую наружный контур двигателя обечайку с поясом основных патрубков, оси которых наклонены в плоскости поперечного сечения смесителя и расположены от оси последнего на одинаковом расстоянии, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса смещения в широком диапазоне режимов работы, обечайка снабжена поясом дополнительных патрубков, смещенных в окружном направлении относительно основных патрубков и расположенных одинаково с последними относительно плоскости поперечного сечения и оси смесителя, причем оси патрубков каждого пояса попарно направлены навстречу одна другой.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3