Жаровая труба охлаждение

Как мы вскоре увидим при анализе процессов горения водородсодержащего топлива, в газообразных продуктах горения имеется некоторая доля водяных паров. При достаточном охлаждении этих продуктов некоторое количество водяного пара конденсируется. Если это происходит, например, в жаровой трубе котла, то существует опасность, что металлические поверхности могут подвергаться коррозии. Поэтому необходимо знать, при какой температуре начинается конденсация водяных паров. При расчете процессов горения может также потребоваться определить количество водяных паров, поступающих вместе с атмосферным воздухом. И в том, и в другом случае поступающие реагенты и отводимые продукты горения могут рассматриваться как смеси идеальных газов. Для водяных паров это допустимо даже при достижении состояния насыщения, поскольку доля водяных паров относительно невелика, и, следовательно, их парциальное давление мало. При этом соотношение между переменными р — v — Т для водяных паров весьма близко к уравнению состояния идеального газа, даже если пар находится в точке конденсации. [c.271]

Рис. 8.43. При увеличении ресурса работы жаровой трубы потребовалось изменить распределение температур стенок трубы для ликвидации зон местного перегрева и зон с большими температурными перепадами. С этой целью внутри перегреваемого участка стенки жаровой трубы I было установлено профилированное кольцо 2, играющее роль дефлектора, создающего пристеночное охлаждение. Как видно из полей распределения температур на жаровых трубах, кольцо заметно снизило местные перегревы жаровой трубы без ухудшения характеристик двигателя.

Рис. 8.51. Наружная и внутренняя стенки жаровой трубы кольцевой камеры сгорания выполнены из отдельных секций 1, 3, 4, сваренных внахлестку точечной сваркой. Для охлаждения стенок на поверхность, омываемую горячим газом, подается воздух через щели 2, расположенные между местами сварки отдельных секций, что уменьшает местные перегревы и отложения нагара. Эффективность защиты стенки воздухом, поступающим через щели, падает по мере удаления от места подвода. Вследствие этого температура стенки в конце секции выше, чем в начале, тем более, что начальные участки секций, сваренных внахлестку, нагреваются значительно меньше. Наличие разности температур стенок в месте соединения секций ведет к появлению тер-

Через множество небольших по диаметру отверстий в двух поясах (V и IX) жаровой трубы, подводится воздух на внутреннюю поверхность стенки жаровой трубы, создавая защитное пленочное охлаждение. [c.309]

К наружному и внутреннему кольцам блока головок на заклепках прикреплены (V) наружная и внутренняя стенки жаровой трубы. В поясе соединения имеются продольные прорези для увеличения податливости. Для снижения коэффициента концентрации напряжений концы прорезей засверлены. В заклепочных соединениях установлены дистанционные пластинки, образующие щели, через которые проходит воздух для защитного пленочного охлаждения стенок. [c.309]

Основными частями котла являются топка, цилиндрическая часть и дымовая коробка. В топку 3 подают топливо и туда же через клапаны зольника 4 подводят воздух. Топливо сгорает на колосниковой решетке 5 (когда применяют твердое топливо) или Б объеме топки (при использовании жидкого топлива). Полученные при этом газы, имеющие высокую температуру, омывают стенки огневой коробки 6 (внутренняя часть топки) и отдают через них часть своего тепла воде, заполняющей котел. Через заднюю трубную решетку 7 газы попадают в жаровые 8 (большого диаметра) и дымогарные 9 трубы, к которым подводятся трубы с паром. Таким образом газы, проходящие через дымогарные трубы, продолжают отдавать свое тепло воде в котле, а газы, проходящие через жаровые трубы, кроме того, отдают тепло пару через стенки элементов пароперегревателя. Через отверстия передней трубной решетки 13 уже значительно охлажденные газы поступают в дымовую камеру котла 17, проходят искрогасительное устройство 18 и через дымовую трубу 16 выходят в атмосферу. [c.235]

Принципиальная схема системы охлаждения с подогревательным устройством приведена на фиг. 375. Подогревательное устройство состоит из цилиндрического котла 3 с большой жаровой трубой и лампы 4 подогревателя. Котел включается в систему охлаждения так, чтобы трубопровод 5 от низшей точки системы подходил к нижней части котла, а трубопровод 2 от верхней части котла сообщался с высшей точкой системы — головкой блока цилиндров двигателя. [c.427]

Пусковые подогреватели. Подогреватель двигателя ЗИЛ-131 устанавливают с правой стороны двигателя. Он представляет собой неразборный котел 6 (рис- 16), имеющий камеру сгорания, жаровую трубу и две жидкостные рубашки, соединенные с системой охлаждения двигателя. Топливо подается в камеру сгорания самотеком из топливного бачка 2, воздух — вентилятором 3. Для управления подачей топлива установлен электромагнитный клапан 7. Смесь воспламеняется свечой накаливания 4, а когда наступит устойчивое горение в камере сгорания — пламенем горящих газов. Проходя по жаровой трубе, горячие газы нагревают воду, залитую в котел. Из выпускного патрубка отработавшие газы лотком 5 направляются на обогрев масла в картере двигателя. [c.26]

Коллектор выпускной и трубы выпускных газов из крышек цилиндров к турбокомпрессору. Они имеют водяное охлаждение. Коллектор (рис. 20) представляет собой сварные из листовой стали двухстенные трубы, внутри которых вставлены дополнительные жаровые трубы из жаропрочной стали. Между наружной и промежуточной трубами образуется полость для протока воды, охлаждающей коллектор. Вода для охлаждения коллектора поступает из крышек цилиндров по отверстиям а во фланцах. Соединение места перетока воды из крышки цилиндра в коллектор уплотнено резиновыми кольцами 12. Сверху во фланцах имеются резьбовые отверстия б для установки термопар. [c.47]

Пусковой подогреватель. Для облегчения повертывания коленчатого вала двигателя перед пуском его при температуре окружающего воздуха ниже —5°С применяют предварительный подогрев воды в системе охлаждения. Пусковой подогреватель ПЖД-44 (рис. 10), применяемый на автомобиле МАЗ-500, имеет котел 1, внутри которого проходит жаровая труба 2, являющаяся одновременно камерой сгорания. Полость 3 котла, предназначенная для воды, соединяется с рубашкой охлаждения блока цилиндров трубопроводами, на одном из которых имеется кран. Зимой перед пуском холодного двигателя систему охлаждения двигателя и котел водой не заполняют, а заливают ее только после пуска подогревателя. [c.25]

Для продления срока службы камеры сгорания предусмотрено продольное оребрение, а для предохранения жаровой трубы от высоких температур применяют охлаждение воздухом. Воздух, поступающий в камеру сгорания, делится на два потока — первичный и вторичный. Первичный поступает в зону горения (внутри жаровой трубы), а вторичный омывает наружную поверхность жаровой трубы. Температура газов в зоне горения 1600—1900° С. [c.189]

Основное назначение камеры сгорания — преобразование химической энергии топлива в тепловую, в результате чего температура воздуха в камере сгорания возрастает от значения Тл (за компрессором) до Т (на входе в турбину). Условно рабочий процесс в камере сгорания можно разделить на несколько элементарных процессов, основными из которых являются смесеобразование, поджигание и горение топливо-воз душной смеси, стабилизация пламени, смешение продуктов сгорания со вторичным воздухом, охлаждение воздухом горячих стенок жаровой трубы. [c.388]

Промежуточная зона предназначена для завершения процесса сгорания топлива. Она является продолжением первичной зоны горения и позволяет увеличить время пребывания газов при высокой температуре. Регламентированный подвод воздуха в зону горения по длине жаровой трубы предотвращает преждевременное охлаждение газа и замораживание химических реакций, что обеспечивает получение максимальной полноты сгорания топлива. [c.394]

Избыточный воздух, который не участвует в горении топлива и охлаждении стенок, подается в зону смешения жаровой трубы. В зоне смешения окончательно формируется средняя температура газа на входе в турбину, радиальная эпюра и температурная неравномерность в выходном сечении камеры сгорания. [c.394]

Внутренний корпус 4 совместно с наружным корпусом 14 образует проточную часть камеры сгорания, в кольцевом пространстве которой расположена жаровая труба 9. В головной части жаровой трубы располагается фронтовое устройство 7, обеспечивающее устойчивый процесс сгорания топлива, подаваемого форсунками 6. Наружная и внутренняя стенки жаровой трубы 12 и 13 выполнены секционными для обеспечения воздушного охлаждения. Через отверстия в стенках секций осуществляется подвод воздуха внутрь жаровой трубы. Подвеска жаровой трубы к наружной стенке диффузора осуществляется с помощью кронштейнов 5. Для розжига камеры сгорания используются пусковые воспламенители 10. [c.400]

При доводке камеры сгорания приходится часто вносить местные конструктивные изменения в элементы подвода воздуха во фронтовое устройство, систему основных воздухоподводящих отверстий и систему охлаждения стенок жаровой трубы, чтобы исключить вредное влияние неравномерности потока в диффузоре. [c.401]

Через первые ряды отверстий в стенках жаровой трубы подводят необходимое количество воздуха в зону горения для завершения процесса сгорания топлива. Как правило, число рядов отверстий для подвода этого воздуха — один или два. Количество воздуха, подведенного в эту зону, с учетом расхода через фронтовое устройство и пояса охлаждения секций, составляет 50. .. 60 % от общего расхода через камеру. [c.405]

Охлаждение жаровых труб. Ресурс и надежность жаровых труб определяются уровнем и равномерностью нагрева их стенок. Нагрев стенок происходит от горячих газов, протекающих вблизи стенок (конвективный поток тепла), а также за счет теплового излучения от продуктов сгорания и зоны горения (лучистый поток тепла). [c.407]

Для охлаждения стенок жаровых труб применяется комбинированное конвективно-пленочное охлаждение. Охлаждающий воздух подается через стенку жаровой трубы для устранения непосредственного контакта горячих газов со стенкой (пленочное охлаждение), а с холодной стороны стенки охлаждаются за счет конвекции тепла, отбираемого воздухом, протекающим в кольце- [c.407]

В основных камерах сгорания авиационных ГТД наиболее распространенной является схема струйного охлаждения стенок жаровых труб. Принципиальная схема струйного послойного охлаждения жаровой трубы приведена на рис. 8.16. [c.409]

Воздух из кольцевого канала через охлаждающие отверстия подводится в полость между стенкой жаровой трубы и козырьком и далее вытекает через кольцевую щель, защищая стенку от непосредственного контакта с продуктами сгорания. Если вблизи стенки находятся продукты сгорания с а < 1, то при вдуве охлаждающего воздуха может произойти горение топлива. Для предотвращения горения необходимо полностью изолировать стенку охлаждающим воздухом. Для этого длину охлаждаемой стенки нужно уменьшить до величины начального участка спутной струи, а также обеспечить равномерность потока по высоте и окружности кольцевой щели охлаждения. [c.409]

Для повышения эффективности охлаждения длину секций жаровой трубы сокращают до 12. .. 15 мм при высоте щели 1,0. .. 1,5 мм. Отверстия для подвода охлаждающего воздуха выполняют малого диаметра — 0,8. .. 1,2 мм, а отношение шага между отверстиями к диаметру отверстий tld = 1,5. .. 2. Длина козырька должна быть не менее 2,5. .. 3 от высоты щели. В ряде конструкций используют эффект теплопроводности материала стенки за счет дополнительного оребрения. [c.409]

На рис. 8.18 показаны схемные решения повышения эффективности охлаждения стенок жаровых труб. [c.409]

Рис. 8.16. Схема послойного охлаждения жаровой трубы

Рис. 8.17. Конструктивное решение системы охлаждения стенок жаровых труб

Воздух в зону смешения жаровой трубы подводится через овальные конусные патрубки 9. Между патрубками в наружной стенке выполнены дополнительные отверстия для подвода воздуха (рис. 8.23, б). Охлаждение стенок жаровой трубы осуществляется воздухом, который подводится в щелевые пояса через систему мелких отверстий 6, 8 и 10. Жаровая труба крепится к корпусу с помощью кронштейнов 4 и втулок 5. [c.417]

Жаровые трубы, 1ереходные детали и другие горячие поверхности эффективно охлаждают воздухом. Воздух, поступающий из осевого компрессора, состоит из воздуха, отбираемого с десятой ступени компрессорного воздуха высокого давления для уплотнений выходного воздуха компрессора. Воздух, отбираемый с десятой ступени, идет на уплотнение от потери смазки в опорных подшипниках. Затем через маслостоки он выходит из подшипников в маслобак. Его же используют на охлаждение, тыловой полости колеса турбины первой ступени, а также передней и тыловой полостей колеса турбины второй ступени. Кроме того, воздух [c.55]

Для определения коэффициента температуропроводности металлокерамических материалов использовались кольцевые образцы 0 50/25, толщиной 12,5 мм, которые набирались в виде пакета из 6—7 шт. на специальный полый болт с головкой и гайкой обтекаемой формы. Пакет продувался на газодинамическом стенде потоком газов — продуктов сгорания керосина в воздухе при дозвуковых скоростях потока и температурах до 1000° С. Температура колец контролировалась платиноро-дий-платиновыми термопарами, заделанными на наружном и внутреннем радиусах кольца в специальных аксиальных сверлениях 0 3 мм. Горячие спаи термопар расчеканивались с помощью специальных металлических чопиков. Изоляция электродов термопар выполнялась обмоткой их нитью из кремнийорганического волокна. Электроды термопар укладывались вдоль изотерм в специальных пазах. После выдержки при заданной температуре в течение 10—15 мин для обеспечения равномерного прогрева резко выключается с помощью магнитного клапана подача топлива. Кольца по периферии обдуваются холодным воздухом. Благодаря тому что стенки камеры сгорания и жаровой трубы, выравнивающей температуру и скорости газового потока, тонкие и нагреваются при работе до температуры примерно вдвое ниже температуры нагретых колец, воздушный поток после отсечки топлива, обладая сравнительно большой весовой скоростью, мало изменяет свою температуру в течение времени охлаждения образцов. [c.71]

Скорость образования частиц углерода представляет собой интерес для промышленности. Иногда дымообразование нежелательно. К примеру, в камере сгорания газовой турбины частицы углерода осаждаются на топливной форсунке и, усиливая излучение пламени, затрудняют охлаждение стенок жаровой трубы. В сталеплавильных печах, наоборот, желательна высокая концентрация дымовых частиц с целью усиления рационального теплообмена. Процесс дымообразования сравнительно мало исследован. Однако теория массопереноса неизбежно сыграет роль в изучении этого вопроса. [c.17]

Примером типичной камеры сгорания современного двигателя является кольцевая камера сгорания ДТРД RB.211 (см. рис. 25, а), при разработке которой была решена задача снижения дымления двигателя, а задача снижения уровня эмиссии газообразных загрязняющих веществ не ставилась. Эта камера является короткой и имеет ресурс работы не менее 3000 ч. При конструировании камеры была экспериментально определена длина диффузора и отработана система охлаждения жаровой трубы, причем объем [c.67]

Повышение температуры газа перед турбиной и температуры металла стенок жаровых труб потребовало разработки улучшенной конструкции камеры сгорания. Примененные на двигателе TF30-P-100 жаровые трубы типа Finwall имеют большое число желобков для протока охлаждающего воздуха, что увеличивает эффективность охлаждения стенок (рис. 52). Кроме того, такая конструкция подобна сотовой и обеспечивает повышенную прочность при малой массе. [c.99]

Двигатель Спей 25 имеет kIj.=21,2 при m 0,7, выполнен по двухвальной схеме со смешением потоков. В двигателе вентилятор служит и компрессором низкого давления, наддувая компрессор высокого давления. Вентилятор двигателя пятиступенчатый, приводится двухступенчатой турбиной, компрессор двенадцатиступенчатый, приводится двухступенчатой турбиной высокого давления, первая ступень которой и сопловые лопатки второй ступени охлаждаемые. По мнению специалистов фирмы Роллс-Ройс , отбор воздуха на охлаждение турбины приводит к ухудшению удельного расхода топлива двигателя примерно на 0,5%. Камера сгорания ДТРД Спей 25 — трубчато-кольцевого типа, имеет десять жаровых труб. За турбиной двигателя установлен смеситель, в котором поток воздуха внешнего контура смешивается с потоком газа внутреннего контура и истекает из сужаю-ш,егося нерегулируемого реактивного сопла. Двигатель имеет также устройство реверсирования тяги и шумоглушитель. [c.112]

В модификации RM.8B к вентилятору была добавлена одна ступень доведением размеров лопаток первой ступени компрессора низкого давления до размеров лопаток вентилятора, так что число ступеней вентилятора увеличилось до трех, а компрессор низкого давления стал трехступенчатым. Изменен также компрессор низкого давления (для получения большого запаса устойчивости в условиях работы двигателя на большой высоте). Вентилятор и компрессор низкого давления находятся на одном валу и приводятся неохлаждаемой трехступенчатой турбиной. Компрессор высокого давления имеет семь ступеней, по конструкции аналогичен компрессору двигателя JT8D и приводится одноступенчатой охлаждаемой турбиной, система охлаждения которой более эффективна, чем у гражданского двигателя. Камера сгорания трубчато-кольцевая с четырьмя топливными форсунками на каждой жаровой трубе, что обеспечивает высокий коэффициент полноты сгорания топлива. Форсажная камера двигателя позволяет увеличивать тягу на взлете почти на 70%, а в полете до 1507о- Всережимное эжекторное реактивное сопло регулируется автоматически соответственно степени форсирования тяги. [c.118]

Двигатель имеет трехступенчатый вентилятор с ВНА, у которого применены поворотные лопатки и семиступенчатый компрессор с поворотными направляющими аппаратами первых трех ступеней. Компактная камера сгорания двигателя — кольцевого типа с пленочным охлаждением стенок жаровой трубы. Турбины компрессора и вентилятора — охлаждаемые, причем в турбине компрессора применено интенсивное конвективно-пленочное охлаждение со струйным натеканием в сопловых и рабочих лопатках. Форсажная камера имеет смеситель воздушного и газового потоков, по-видимому, лепесткового типа. Реактивное сопло двигателя— сверхзвуковое, регулируемое, многостворчатое, охлаждается воздухом, отбираемым, от вентилятора для форсажной камеры. Двигатель имеет три опорных узла и четыре подшипника. [c.155]

Существенной проблемой для высокотемпературных камер сгорания является охлаждение стенок жаровой трубы. Исследования способов охлаждения стенок таких камер показали, что только увеличения эффективности воздушного охлаждения и применения жаростойких сплавов, способных длительно работать при температуре 1150°С и более, уже недостаточно. В связи с этим возникает необходимость использования других способов охлаждения, и в частности жидкостного охлаждения стенок. Экспериментально исследованный метод охлаледения стенок водяной пленкой, которая, распространяясь вдоль камеры, предохраняла ее стенки от контакта с горячими газами, показал, что даже при небольших расходах воды наблюдался существенный эффект охлаждения. Рассматривается также метод охлаждения стенок выпоте-ванием [5]. [c.217]

Камера сгорания — трубчато-кольцевая, имеет 20 жаровых труб, расположенных горизонтально и состоящих из двух участков кольцевого в головной части и основного. Эти участки образуют две зоны горения. Каждая кольцевая труба имеет фронтальную доску с восемью осерадиальными завихрите-лями. Внутренняя стенка этих труб выполнена в виде цилиндра с системой конвективно-заградительного охлаждения, наружная стенка изготовлена двухслойной, черепичного типа с такой же системой охлаждения. Аналогичную конструкцию имеют и основные части труб. Стенка состоит из трех сегментов, соединенных в цилиндр. Каждый сегмент, в свою очередь, составлен из набора сегментных вставок, закрепленных на наружном корпусе. [c.372]

Пусковые подогреватели. Подогреватель двигателя ЗИЛ-131 устанавливают с правой стороны двигателя. Он представляет собой неразборный котел, имеющий камеру сгорания, жаровую трубу и две жидкостные рубаип и, соединенные с системой охлаждения двигателя. Топливо подается в камеру сгорания самотеком из топливного бачка, воздух — вентилятором. Смесь воспламеняется свечой зажигания, а когда наступит устойчивое горение в камере [c.38]

Н И м о и к-75 содержит 0,08—0,15% С 18—210/0 Сг до 5 /о Ре 0,2—0,6 /о Т1 1,0% Мп до 1,0% 8 остальное никель. Термическая обработка заключается в закалке ( 1270° с охлаждением в воде, в результате чего фиксируется практически однородная крупнозернистая структура твердого раствора на основе никеля. Благодаря малому содержанию титана, нимоник-75 обладает низкой прочностью при повышенных температурах (табл. 48), однако обнаруживает легкую деформируемость, хорошую свариваемость и высокое сопротивление окислению. что определяет его использование в качестве листового материала, из которого изготовляют детали жаровых труб и камер сгорания реактивных двигателей. В последнее время применяется многослойный материал лист меди, прокатываемый между листами сплава нимоник-75. В этих условиях улучшаются условия теплопроводностти и повышается долговечность деталей. [c.866]

Камера сгорания состоит из цилиндрического корпуса Г внутри которого помещается жаровая труба 5. В жаровой трубе установлена форсунка 2, обеспечивающая тонкое распыливание жидкого топлива. Необходимый для сгорания топлива воздух (первичный) 3 с относительно большим избытком (а = 1,5—2,0) поступает в жаровую трубу через направляющие лопатки 4. В зоне горения 7 температура продуктов сгорания получается очень высокой. Для снижения ее используют вторичный воздух, который идет по кольцевому каналу между корпусом и жаровой трубой и охлаждает их стенки. Затем часть вторичного воздуха через отверстия 6 проникает внутрь жаровой трубы и, смешиваясь с продуктами сгорания, снижает их температуру. Часть вторичного воздуха 10 проходит дальше по кольцевому каналу для охлаждения его стенок и подмешивается к основному потоку в зоне 9, где газы приобретают заданную температуру. При выходе из камеры сгорания коэффициент избытка воздуха а доходит до 12 и выше. На рис. 33-13 изображена однофорсуночная камера сгорания, но есть и многофорсуночные, которые обеспечивают лучшее смешение распыленного топлива с воздухом и более гибкую регулируемость. [c.517]

Для первой ступени, особенно для охлаждения лопаток СА, воздух должен быть отобран за последней ступенью компрессора 15, несмотря на то что требуемому давлению р2хл = Р 2 соответствует и наибольшая его температура Т б — Т — ТЗхл. Конструктивно это может быть выполнено при отборе воздуха из камеры сгорания в передней ее части. При этом следует учесть, что, проходя мимо жаровых труб, воздух еще нагревается до = = 20. .. 30 °С. [c.220]

Рис. 8.18. Повышение эффективности охлаждения стенок жаровых труб а — послойное охлаждение точеных секций короткой длины б — охлаждаемая секция с двойными стенками 1 — силовая оболочка 2 — плавающая панель 5 — подвод охлаждающего воздуха 4 — защитная пелена воздуха в — многослойный проницаемый материал типа ламиллой I — первый слой, 2 — второй слой 3 — третий слой

Для охлаждения жаровых труб возможно также применение проницаемых многослойных материалов типа ламиллоя . [c.411]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...