Теплоотдача в камерах сгорания

Теплоотдача в камерах сгорания [c.28]

Теплообмен между стенкой и окружающей средой происходит одновременно путем соприкосновения (теплоотдачи) и излучения. Это явление называется радиационно-конвективным теплообменом. Оно включает все три элементарных способа переноса теплоты. Явление радиационно-конвективного теплообмена наблюдается, например, в камере сгорания ракетного двигателя, где горячие газы — продукты сгорания — передают теплоту поверхности камеры сгорания одновременно путем соприкосновения и излучения. [c.241]

Следует отметить, что данные расчетные зависимости можно использовать в качестве предварительных расчетов, поскольку в общем случае А не является универсальной постоянной и зависит от длины волны колебаний и относительной амплитуды скорости. Результаты экспериментального исследования теплоотдачи в турбулентном пограничном слое при наличии продольных и поперечных колебаний в условиях вибрационного горения приведены в работе [75]. Исследование теплообмена проводилось в цилиндрической камере сгорания диаметром 127 мм и длиной 900 мм, работающей на смеси пропана и воздуха. Уровень звукового давления достигал 157 дБ. Частота колебаний изменялась в пределах 3800—4150 Гц. Резонансная частота колебаний соответствовала 4000 Гц. В камере сгорания возбуждались как продольные, так и поперечные колебания. Число Рейнольдса (Re ), определенное по диаметру камеры сгорания, изменялось в пределах (3,5 ч--т-4,3) 10 , что соответствовало числу Рейнольдса для пограничного [c.235]

Рис. 123. Относительная теплоотдача при резонансных продольных и поперечных колебаниях давления в камере сгорания при lRe= (3,5-ь 4,3) 10 и f= 3800-7-4150 Гц

Таким образом, если тепловыделение с повышением давления в камере сгорания растет пропорционально Р , то конвективная составляющая теплообмена возрастает значительно медленнее — пропорционально Благодаря превышению тепловыделения над конвективной составляющей теплоотдачи от потока горящего топлива к тепловоспринимающим поверхностям повышается уровень температуры в зоне горения. Это обстоятельство должно сказаться на теплоотдаче излучением из зоны горения к топочным экранам. [c.30]

Повышение температуры в зоне горения с ростом расхода топлива не только улучшает условия воспламенения топлива, но одновременно и повышает константу скорости реакции, причем в большей степени, чем увеличение v . Из этого следует, что увеличение расхода топлива и повышение Q V хотя и приводят к возрастанию скоростей потока в камере сгорания, влияние этого фактора сказывается в меньшей степени на длине зоны горения топлива х , чем повышение температуры и константы скорости реакции за счет преобладания тепловыделения в зоне горения над теплоотдачей. [c.115]

Выше рассматривался случай теплоотдачи в камере по упрощенной схеме при моментальном сгорании топлива при 6 = 715 = тг =0, результаты рещения которого представлены формулой (14-40). Если с по-мощью этой формулы исключить из уравнения (14-81) Зд Я1 и решить его относительно 9эф, то получим [c.402]

При взаимодействии тел с потоками газа высокой температуры (Т > 3000° К) необходимо учитывать влияние диссоциации на теплоотдачу. Такие условия могут возникать, например, в камерах сгорания и соплах ракетных двигателей или при полете тел с очень большими скоростями. [c.263]

Для обеспечения необходимой температуры теплового конуса свечи конструируются таким образом, чтобы часть тепла отводилась в окружающую среду, т. е. должна обеспечиваться определенная теплоотдача. При этом чем больше количество тепла, выделяемого в камере сгорания, тем больше должна быть теплоотдача свечи. Количество тепла, подводимого к свече, зависит от ряда параметров двигателя (степени сжатия, мощности, частоты вращения коленчатого вала). Поэтому на различные двигатели для обеспечения оптимальной температуры изолятора устанавливаются свечи с различной теплоотдачей. [c.116]

Образование углеводородов СН связано с замедлением и даже полным прекращением реакций окисления в тонком пристенном слое топливовоздушной смеси в камере сгорания. Интенсивная теплоотдача от газа в стенки настолько снижает скорость горения, что топливо не успевает догорать. [c.37]

Чтобы изолятор свечи имел правильную рабочую температуру размеры и конструкция его должны быть согласованы с тепловой напряженностью двигателя. Чем выше степень сжатия и число оборотов двигателя, т. е. чем больше он форсирован, тем большее количество тепла выделяется в камере сгорания и, следовательно, тем лучше должны быть теплоотдача и охлаждение свечи, чтобы она не перегревалась. Так как степень сжатия и число оборотов двигателей значительно колеблются, то различные двигатели требуют свечей с различной теплоотдачей. [c.161]

При использовании этого уравнения для определения теплово го состояния конкретного поршня необходимо задавать граничные условия контуры поршня и условия теплообмена на контурах — подвод и отвод тепла. Подвод тепла к поршню определяется температурой газов в камере сгорания Тг (°С) и коэффициентом теплоотдачи от газов к поршню (ккал/м ч° С). Пренебрегая изменениями температуры в поверхностных слоях и пользуясь формулой Ньютона, количество тепла, подведенного к поршню от газов (ккал/ч), определится [c.65]

В процессе рабочего цикла в камере сгорания происходят периодические изменения давления, температуры и скорости газов. Под действием этих изменений происходит передача тепла в поршень пульсирующим тепловым потоком. Общепринято заменять нестационарный процесс стационарным, эквивалентным по теплопередаче. Переменный в рабочем цикле коэффициент теплоотдачи от газов к поршню заменяют средним [c.65]

Для обеспечения оптимальной температуры изолятора необходимо, чтобы свеча обладала определенной теплоотдачей. Так как в камерах сгорания различных двигателей выделяется различное количество тепла, для них требуются свечи с различной теплоотдачей. [c.390]

Нас пока завихрения воздуха будут интересовать в связи с периодом запаздывания воспламенения. Общие соображения в данном случае могут быть следующие. При равенстве всех прочих факторов увеличение скорости движения воздуха в камере сгорания приводит к увеличению теплоотдачи в стенки и к понижению температуры и давления к моменту впрыска топлива. Это должно неблагоприятно отразиться на величине периода запаздывания воспламенения. С другой стороны, увеличение скорости вихревого движения воздуха улучшает условия теплопередачи от воздуха к топливу, увеличивает число молекул кислорода, соприкасающихся с частицей топлива, и, следовательно, ускоряет процесс физико-химической подготовки топлива. Какой из этих факторов преобладает, зависит от ряда причин и прежде всего от степени сжатия двигателя. В дизелях, где степень сжатия высокая, преобладает второй фактор. Поэтому в дизелях завихрения воздуха полезны и с точки зрения запаздывания воспламенения и для улучшения перемешивания топлива и воздуха. [c.45]

Следует подчеркнуть также, что в камере сгорания ракетного двигателя вряд ли могут существовать строго определенные уело вия. Местная скорость потока в окрестности стенки, строго говоря, меняется в каждое мгновение, и это ведет к изменению местного коэффициента теплоотдачи. Эти явления особенно резко выражены в случае, когда горение неустойчивое, и особенно, в случае высоко частотной неустойчивости, которая связана с резким увеличением теплообмена между газовым потоком и стенками. [c.426]

Камера была выполнена со спиральным оребрением и охлаждалась обоими компонентами топлива. Это охлаждение имело одну особенность В.П. Глушко предпринял попытку интенсифицировать процесс теплоотдачи к хладагенту путем непосредственного воздействия на пограничный слой жидкости. С этой целью в охлаждаемой стенке камеры он предусмотрел систему мелких отверстий, через которые керосин, протекающий по рубашке, частично вспрыскивался в камеру сгорания. Другими словами, происхо- [c.68]

Чтобы получить высокие значения удельного импульса, рабочая температура активной зоны реактора должна быть выше рабочей температуры, получаемой обычно в камере сгорания химического ракетного двигателя (см. рис. 15.8). Так как эта температура на несколько сотен градусов выше точек кипения почти всех материалов, используемых в качестве рабочих тел, то ясно, что реакторы, работающие так, как описано выше, можно анализировать как простые газовые системы независимо от того, были ли сначала рабочее тело и горючее смешаны внутри активной зоны реактора в жидком или твердом состоянии (аналогично твердотопливным химическим ракетам) или они впрыскивались в полость активной зоны реактора (как в обычных жидкостных ракетных двигателях). Было показано [25], что при радиальном входе потока рабочего тела в активную зону реактора в центре ее может быть получена максимальная температура около 100 000° К без чрезмерного нагрева стенок активной зоны из-за радиационной теплоотдачи нагретого. горючего. Этот вывод справедлив только при большом объеме горячих газов, распределенных по активной зоне, хотя увеличенная радиационная передача тепла стенкам активной зоны благодаря наличию источников радиации, распределенных в рассматриваемом объеме, вынудит уменьшить рабочую температуру газа. Полный анализ этой проблемы выходит за рамки данной работы однако можно указать, что в таком реакторе достижима температура от 20 000° К до 30 000° к. [c.528]

Следует заметить, что учет этой особенности теплоотдачи в условиях химических реакций приводит к существенным количественным изменениям. Например, при горении керосина в кислороде температура газов составляет 3500 К. При температуре стенки камеры сгорания 1000° К получается [c.364]

Воспользовавшись формулой, приведенной в предыдущей задаче, вычислить приближенное значение температуры стенки камеры сгорания двигателя на 6-й секунде после запуска. Температуры газов в камере и коэффициенты теплоотдачи в различные моменты времени [c.193]

Определить коэффициент теплоотдачи в выходном сечении сопла ракетного двигателя, находящемся на расстоянии 0,75 м от головки камеры сгорания. Расход продуктов сгорания в двигателе 14 кг/с. Температура стенки сопла 800° С статическая температура потока 1497° С давление на срезе сопла 981 Па диаметр выходного сечения 0,25 м. Физические свойства газа взять из предыдущей задачи. Режим течения в пограничном слое считать турбулентным. [c.256]

Характер распределения по ходу факела температуры и падающих на стенку топочной камеры лучистых потоков зависит от соотношения между тепловыделением и теплоотдачей в различных точках по высоте топочной камеры. В корне факела обычно имеет место быстрый подъем температуры и рост падающих лучистых потоков, обусловленные интенсивным тепловыделением при сгорании топлива. По мере удаления от горелки рост температуры и падающих лучистых потоков сначала замедляется, а затем переходит [c.238]

Ниже описываются условия, при которых коэффициент теплоотдачи в кипящей воде в той или иной мере резко падает, что приводит к нежелательному или даже опасному скачку температуры поверхности теплообмена. Такую ситуацию нужно уметь предусматривать, например, в парогенераторах сверхвысоких давлений, в активной зоне атомных реакторов с жидкими теплоносителями, при жидкостном охлаждении таких устройств, как камеры сгорания реактивных двигателей, магнито-плазменные каналы, мощные генераторные лампы и т. п. [c.163]

В низкотемпературных условиях (Тф = 1300 1550° К в водоохлаждаемых камерах сгорания) теплоотдача несветящегося факела с полным предварительным смешением газа с воздухом может быть на 20% выше теплоотдачи [c.76]

Во всех исследованиях при установке излучающих насадок было замечено значительное увеличение лучистой теплоотдачи в камере сгорания (по данным [37] увеличение теплоотдачи составляло 19—26%, поданным И. П. Колчено-говой и С. Н. Шорина — 40%). Таким образом, наличие в камере сгорания развитой излучающей поверхности и правильное ее размещение позволяет значительно интенсифицировать теплообмен в охлаждаемых камерах сгорания. [c.79]

По способу смесеобразования бескомпрессорные дизели делятся на двигатели со струйным смесеобразованием (рис. 74, а), двигатели с предкамерой (рис. 74,6) и Гс вихревой камерой (рис. 74, б). В двигателях со струйным смесеобразованием топливо впрыскивается непосредственно в камеру сгорания. В этих двигателях скорость движения воздуха в камере сжатия мала, поэтому для хорошего перемешивания топлива с воздухом впрыск его производится под большим давлением (300—400 бар, а в отдельных случаях до 1400 бар). Для улучшения смесеобразования днища поршней этих двигателей изготовляют фигурными, приспособленными к форме струи топлива, выбрасываемой форсункой. Для улучшения распыливания топлива форсунка имеет несколько отверстий (3—9). Чем больше отверстий, тем лучше распространяется топливо по камере сгорания. При данном способе смесеобразования стремятся к тому, чтобы впрыснутое топливо не попадало на стенки камеры сгорания, так как попадание топлива на стенки, температура которых ниже 200 или 400° С, затрудняет смесеобразование, ведет к повышенному нагарообра-зованию и ухудшает показатели работы дизеля. Компактность неразделенных камер сгорания и малые удельные поверхности теплоотдачи обусловливают минимальные тепловые потери, поэтому преимуш,еством дизелей с неразделенной камерой сгорания являются высокие экономические показатели и более легкий пуск, чем у дизеля с разделенными камерами. [c.171]

Большое практическое значение эта проблема имеет при исслё довании неустойчивых процессов в различных двигательных и энергетических установках. Как известно, в жидкостных ракетных двигателях процесс горения в камере сгорания может стать неустойчивым в той или иной степени, что сопровождается колебаниями давления, температуры и скорости потока, продуктов сгорания. Такой неустойчивый режим работы двигателя может привести к увеличению местных значений коэффициентов теплоотдачи как в камере сгорания, так и в сопле двигателя. Вследствии этого температура отдельных элементов конструкций двигателя может увеличиться до предельных значений, при которых происходит его разрушение. ч [c.3]

Результаты аналогичных исследований в камере сгорания на продуктах сгорания пропана и воздуха были приведены в работе [53]. Диаметр камеры сгорания составлял 51 мм длина 1,88 мм. Колебания продуктов сгорания генерировались посредством поршневого клапана, частота составляла 100 Гц, что соответствовало первой резонансной частоте акустически открытого на конце канала. Относительная амплитуда колебания Auo// o изменялась в пределах 0,5—5,0, число Рейнольдса ЫО —1,6-10 . Результаты опытов приведены на рис. 124, из которого видно, что с увеличением относительной амплитуды теплоотдача увеличивается при Auofluof 5. Относительная теплоотдача /С 2,4. [c.236]

Образование углеео-дородое связано с замедлением реакций окисления топлива в пристенном слое горючей смеси в камере сгорания вследствие интенсивной теплоотдачи от газа в стенки. [c.37]

Последовательно образующиеся микрослои нагара, ухудшая теплоотдачу к металлическим поверхностям, находятся под воздействием более высоких температур. При достижении на поверхности слоя нагара такой температуры, при которой вновь образующиеся продукты полностью сгорают или превращаются в сухие углистые вещества, не удерживаемые на поверхности слоя, толщина слоя стабилизируется. Углистые сещества уносятся с выпускными газами и частично вместе с газами, прорывающимися в картер, попадают в смазочное масло, ускоряя процесс его старения. Толщина слоя нагара зависит от температурного режима в камере сгорания. Чем выше температура, тем меньше толщина слоя нагара и интенсивней процесс старения масла. [c.59]

Нагар ухудшает теплоотдачу стенок камеры сгорания. В случае попадания нагара между уплотняющими фасками клапана и седла возможны нарушения плотной посадки клапана и его прогар. Нагар на стенках камеры сгорания уменьшает ее объем (увеличивается степень сжатия), что может вызвать преждевременное воспламенение топлива или появление детонации. Возникнове- [c.59]

После проскакивания искры давление в цилиндре в течение некоторого времени продолжает оставаться таким же, как и при выключенном зажигании (участок 2—3). Это происходит вследствие того, что количество сгоревшей смеси на указанном участке незначительно и имеет место теплоотдача от продуктов сгорания к свежей слгеси, в стенки камеры сгорания и днище поршня. Затем давление в камере сгорания резко повышается (участок 3.—4). [c.28]

В связи с трудностями исследования теплового состояния поршней на дизелях, а также необходимостью глубокого анализа с широким варьированием конструкцией, условиями подвода и отвода теп-, ла и другими создаются статические тепловые стенды. В последние годы такие стенды в больших количествах появились у, нас в стране и за рубежом [30]. Для имитации в статических условиях теплового состояния поршня, имеющегося на дизеле, необходимо обеспечить получение близкими температурного поля и теплоотдачи в масло и воду. На дизеле передача тепла в поршень происходит в условиях высокой плотности газов в камере сгорания (см. рис. 35), в то время как на статическом стенде это необходимо обеспечить при давлениях, близких к атмосферным. При подводе к поршню дизелей 2Д100 тепла [c.89]

Некоторое разъяснение этого вопроса дают результаты исследований, проведенных А. В. Кавадеровым и Б. Н. Курочкиным. В этих опытах, посвященных исследованию радиации факела при сжигании несветящегося газа, было установлено, что максимальное тепловосприятие для всей камеры сгорания в целом достигается при равномерном распределении топлива по всему сечению топки. При сосредоточенном подводе топлива в зону горения общее тепловосприятие в камере падало. Увеличение теплоотдачи к стенкам топки происходило также с уменьшением длины факела. Однако ука занные авторы не объясняют, почему тепловосприятие в камере сгорания возрастало с уменьшением длины факела и равно- [c.37]

Длвт( льиая работа двигателя с дртонацпей совершенно недопустима, так как при наличии ударных волн резко возрастает теплоотдача от сгоревших газов в стенки, что может приводить к перегреву двпгателя и 1 разрушению отдельных деталей в камерах сгорания (обгоранию кромок поршней, прокладок между цилиндрами и головкой блока, электродов свечей). Вибрационный характер нагрузки на поршень при наличии детонации может вызывать разрушение антифрикционного слоя в шатунных подшипниках. Усиливается также пзнос верхней части гильз цилиндров, так как ударные волны разрушают масляную пленку, покрывающую поверхность металла, [c.119]

Поскольку в камерах сгорания различных двигателей выделяется разное количество теплоты, то для поддержания оптимальной температуры свечи должны обладать разной теплоотдачей. Для двигателей с высокой степенью сжатия и большой частотой вращения нужны свечи с повышенной теплоотдачей, их называют холодными . Этим свойством обладают свечи, имеющие укороченный тепловой конус (юбку) изолятора с небольшим диа метром расточки нижней части корпуса. Для двигателей с умеренным тепловым режимом, с низкой степенью сжатия требуются горячие свечи с длииной юбкой и широкой расточной корпуса, т, е. для разных двигателей нужны свечи с различной тепловой характеристикой — калильным числом. [c.205]

Безгазогенераторная схема двигателя КЬ-10 изучается. Расчетные и экспериментальные исследования показьюают, что при проведении некоторых конструктивных мероприятий можно значительно увеличить теплоотдачу в камере и повысить температуру водорода в охлаждающем тракте. Это соответственно повышает его работоспособность и мощность ТНА. Последней хватает для обеспечения давления в камере сгорания Рл - 10...15 МПа. В результате при увеличении геометрической степени расширения сопла до относительной плошади среза Р д = 400...1000 с учетом положительного эффекта регенеращш тепла удельный импульс двигателя в пустоте можно получить равным / = 4750...4800 м/с и даже выше. [c.100]

Зная эти данные, можно вычислить удельную тягу / уд, характеристическую скорость коэффициент тяги Сд, а также теплоотдачу в сопле, в камере сгорания и суммарную теплоотдачу в ртенки (это позволяет определить поправку к величине удельной тяги). Следовательно, можно подсчитать расхождение между теоретическими и экспериментальными значениями величин с и Ск. [c.568]

Температуру газов в камере сгорания Гоо и коэффициент % тепловых потерь вследствие теплоотдачи стенкам камеры РДТТ можно получить, если из дифференциального уравнения энергии (3.44) исключить комплекс пользуясь уравнением сохране- [c.121]

Только в этом случае можно надежно рассчитать и спроектировать РДТТ. При этом натурные испытания будут сведены до минимума или даже полностью заменены опытами с моделью, геометри- -гески подобной натурному двигателю. Для устранения влияния теплоотдачи в окружающую среду на давление в камере сгорания модель должна иметь надежную термозащиту. [c.128]

Для определения температур в различных точках стенок деталей цилиндро-поршневой группы необходимо знать закономерности теплообмена на любом участке тепловоспринимающей поверхности камеры сгорания. Наиболее полное исследование теплоотдачи от газов к стенкам камеры сгорания тепловозных дизелей (типов 10Д100 и Д70) было проведено Г. Б. Розенбли-том [31], которым впервые была исследована локальная нестационарная теплоотдача с учетом особенностей газодинамической обстановки в цилиндре. Известно, что газодинамическая обстановка в камере сгорания, предшествующая воспламенению и в основном определяющая протекание процесса горения, формируется еще в процессе впуска (продувки). Поэтому газодинамические характеристики рабочего процесса в дизелях разных типов (с различной конструкцией органов впуска, различным наддувом), различной размерности, быстроходности и т. д. значи- [c.56]

W — относительная скорость пара (газа) в рабочем колесе турбомашины, м/с скорость среды в теплообменном аппарате, м/с. д — координата, см, м степень сухости У — скоростная характеристика турбины у — координата прогиб, м степень влажности Z — число лопаток, ступеней, камер сгорания, ходов а — угол потока в абсолютном движении,. . . коэффициент линейного расширения, I/К .коэффициент теплоотдачи, Вт/(м -К) коэффициент избытка ноздуха Р — угол потока в относительном движении,. . . степень -пв и-жения давления в решетке различные коэффициенты у — угол,. . . ° [c.5]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...