Внутрикамерная устойчивость

К определению внутрикамерной устойчивости. При этом для заданной системы определяется величина [c.659]

Аналогично этому в плоскости п ) по отношению к внутрикамерной устойчивости можно найти величину т), определяемую равенством [c.659]

Однако если случайные колебания давления совпадут с собственными частотами системы подачи или акустическими характеристиками камеры сгорания, то могут возникнуть периодические колебания с частотами, характерными для системы. Возникнув, они могут затухнуть, стабилизироваться или усилиться под влиянием процесса горения. Постоянное наличие колебаний внутрикамерного процесса обычно характеризуется как неустойчивое горение. Случайные пульсации могут налагаться на периодические колебания, как показано на рис. 92. Отсутствие периодических колебаний рассматривается как устойчивое горение. [c.172]

Исследованная камера сгорания имеет устойчивый режим внутрикамерного горения пламени в широком интервале расходов пропана. [c.113]

В большинстве случаев при помоши метода Сатче и кривых пЦ ) можно сравнить устойчивость системы с внутрикамерной устойчивостью. На фиг. 10. 23 показано применение метода Сатче [c.659]

На каждый из упомянутых выше механизмов потерь оказывают влияние свойства топлива и конструкция камеры сгорания. Хотя теоретический удельный импульс системы определяют термодинамические и кинетические характеристики, степень его достижения обусловливается и газодинамическими эффектами. Дробление и испарение капель в основном определяют полноту сгорания и оказывают лишь второстепенное влияние на кинетические потери и потери в пограничном слое. Распыливание топлива определяется конструкцией форсунок и смесительной головки, тогда как скорости испарения зависят от конструкции камеры сгорания и свойств компонентов топлива. С точки зрения экономичности оптимальной является смесительная головка, обеспечиваюп ая такое распыление компонентов топлива, при котором они испаряются с одинаковой скоростью, а испарение завершается в одном поперечном сечении камеры сгорания. Камера при этом должна обеспечить достаточно большую относительную скорость Av между газом и каплями, чтобы полностью испарить последние на располагаемой длине. Характер изменения Аи по длине камеры определяется в значительной степени коэффициентом сужения камеры сгорания Лк/Лкр. Другими факторами, влияющими на распыление топлива, являются перепад давления ка форсунках, начальный размер капель, устойчивость внутрикамерного процесса, характер соударения струй, свойства топлива, самовоспламеняемость и турбулентность газов в камере. Распределение топлива в факеле распыла определяет влияние качества смешения компонентов [c.169]

Собственные частоты системы подачи топлива или других узлов двигателя при динамических нагрузках определяют, возникнет ли неустойчивость с колебаниями той или иной частоты. Процесс горения можно изолировать от системы подачи увеличением перепада давления на форсунках. Если перепад давления на форсунках составляет примерно половину внутрикамерного давления, то низкочастотные колебания возникают редко. Использование демпфирующих устройств или согласование импедансов позволяет снизить требуемый перепад давления на форсунках до величин, меньших половины давления в камере сгорания при обеспечении устойчивой работы ЖРД. Изменения собственных частот системы питания можно добиться изменением длины или объема трубопроводов и коллекторов, а также установкой энергопоглощающих устройств типа четвертьволновых резонаторов или резонаторов Гельмгольца. Собственные частоты механических узлов можно изменять выбором других мест крепления или введением дополнительных креплений. Можно изменять и конструкцию камеры сгорания, чтобы уменьшить диапазон ее чувствительности к колебаниям низкой и промежуточной частот. Увеличение приведенной длины L или отношения длины к диаметру форсуночных каналов обычно повышает устойчивость [69]. Для ЖРД, работающих на водо- [c.174]

Местонахождение точки с Av = 0 зависит от распределения капель по размерам, подвода тепла к ним, летучести жидкости, скорости газа, распределений расходонапряженности и соотношения компонентов и давления в камере [22]. Чем ближе точка с Ди = 0 к смесительной головке, тем менее устойчива камера сгорания. Перемещению чувствительной к колебаниям зоны в направлении смесительной головки способствуют следующие условия [68, 79] уменьшение диаметра форсуночных отверстий/ скорости впрыска, степени сужения камеры повышение темпе- 1 ратуры компонентов наличие поперечных потоков повышение J равномерности распределения расходонапряженности и соотно-шения компонентов. По мере того как точка с Av = 0 приближа- ется к смесительной головке, возрастает выделение энергии в локальной зоне вблизи головки, что способствует возникнове-нию неустойчивости. Поперечные колебания у смесительной головки по амплитуде могут в 20 раз превосходить средний уровень внутрикамерного давления [22]. Волны могут вызывать срыв жидкости с отдельных капель, что интенсифицирует подвод энергии, способствуя поддержанию колебаний. Так как процессы срыва жидкости с поверхности и дробления капель зависят от величины капель, может существовать критический размер, определяющий возникновение неустойчивости. При высоких Av степень распыления топлива менее чувствительна к пульсациям давления. [c.176]

Знать и уметь оценить взаимосвязь между факторами, влияющими на экономичность, устойчивость и работоспособность двигателя, необходимо для того, чтобы облегчить его отработку. Случайные пульсации давления (нестационарное горение) обычно неблагоприятно отражаются на работе двигателя. Несколько случайных возмущений, наложившихся друг на друга, могут привести к неустойчивости. Колебания давления низкой частоты сопровождаются ухудшением стойкости стенки из-за уменьшения толщины пограничного слоя и более высоких коэффициентов теплопередачи. Нестационарное горение оказывает двойственное влияние на удельный импульс. Турбулизация, обусловленная волновыми процессами, улучшает смешение компонентов, т. е. улучшает полноту сгорания в камерах с малой приведенной длиной L. Поперечный поток, однако, смещая точки столкновения струй, может ухудшить вследствие этого степень распыления и понизить удельный импульс. Волновые процессы в камере интенсифицируют теплопередачу и уменьшают размер капель — в этом состоит их положительное влияние. Повышение начальной температуры компонентов топлива способствует повышению удельного импульса благодаря более высокой энтальпии, но иногда влияние температуры оказывается столь значительным, что получаемый эффект не может быть объяснен только энтальпией [68] возможно, сказывается улучшение распыливания за счет уменьшения поверхностного натяжения. Уменьшение коэффициента соотношения компонентов способствует повышению экономичности двигателя в случае внутрикамерного процесса, лимитируемого испарением горючего. В другом двигателе оно может вызвать снижение стойкости стенки из-за перетеканий, обусловленных дисбалансом количеств движения струй. [c.179]

Устойчивость такой динамической системы была рассмотрена в ряде работ. В опубликованных исследованиях [134], [138] было высказано предположение, что общее время запаздывания является суммой постоянного и переменного времени запаздывания. Изменения переменной части времени запаздывания связаны с колебаниями давления в камере сгорания степенной зависимостью. Показатель степени назван в этих работах показателем взаимодействия. Введение такой связи основывается на том, что такие процессы, как распыл или смешение, являющиеся необходимой подготовительной фазой для других процессов, не меняются под влиянием изменения давления в камере сгорания. Это положение является спорным хотя бы потому, что распыл топливных компонентов определяется перепадом давления (рб — Рк) и изменение давления в камере немедленно приводит к изменениям качества распыла, а процесс смешения также не заканчивается в предпламенной зоне и продолжается в зоне горения. Следовательно, такое деление времени запаздывания является весьма условным. Так как это положение нашло широкое применение в ряде работ, то дальнейший анализ внутрикамерной неустойчивости мы проведем, пользуясь им. [c.156]

С увеличением значения V (в диапазоне 1 > V > 0) степень устойчивости внутрикамерных процессов снижается. Для у > 1 (кривая <5(Уб)) статической устойчивости в работе РДТТ не существует, и стабилизация тяги (расхода) должна осуществляться упреждающей (гщнамической) компенсацией возникших отклонений от номинального Расима. При случайном увеличении давления для восстановления его прежнего уровня нужно увеличить площадь критического сечения на величину, соответствующую падению давления большему, чем величина случайного увеличения давления. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...