Горение распыленного топлива

Таким образом, работа по изучению горения капель, проводившаяся с единственной целью — установить различие в горении натурального обезвоженного и обводненного эмульгированного топлива, дала ответ не только на поставленный вопрос, но выяснила также ряд общих вопросов горения жидкого топлива. Сочетание киносъемки с измерением температур жидкой фазы горящих капель и в области горения паров позволило отчетливо установить, что нельзя горение жидких топлив представить так упрощенно, как это делали некоторые исследователи, и сводить весь процесс горения распыленного топлива в потоке к модели диффузионного горения единичной капли или же к одной стадии — испарению или только горе нию отдельной капли. В действительности горение жидкого топлива является весьма сложным комплексным процессом, состоящим из описанных выше стадий. [c.131]

В этой главе рассматривается устойчивое горение двух жидких компонентов топлива — окислителя и горючего — в камере сгорания ракетного двигателя, завершающееся образованием горячих газообразных продуктов истечения. После феноменологического описания процесса уделено внимание горению одиночной капли, на котором базируется теория горения распыленного топлива в камере сгорания, и, наконец, дается анализ всего процесса с представлением соответствующих вычислительных моделей. [c.142]

Это явление изучено достаточно глубоко, так как служит отправной точкой для понимания горения распыленного топлива, характерного для камер сгорания жидкостных ракетных двигателей (а также топок паровых и водогрейных котлов). Процесс горения одиночной капли теоретически обоснован, накоплен также богатый экспериментальный материал. Существуют два типа горения капель [c.144]

Несмотря на серьезные успехи в развитии наших представлений о горении распыленного топлива, решение задач, связанных с созданием эффективных двигателей, требует напряженного труда и большой затраты времени. Теория горения в ее современном состоянии дает только качественные направления этим работам. [c.5]

Горение распыленного топлива [c.66]

В настоящее время имеется ряд исследований, которые показывают, что горение распыленного топлива — это горение, протекающее в диффузионной области. [c.67]

Экспериментальное изучение влияния физических и химических факторов на процесс горения распыленною топлива представляет большие трудности. Поэтому почти все исследования, относящиеся к этой проблеме, проводились в условиях, где влияние ряда факторов исключено. В частности, исследование скоростей сгорания различных топлив и индивидуальных углеводородов проводились с отдельными каплями. Использовались обтекаемые потоком сферы, которые представляли собой жидкие капли или капли, подвешенные на нитях. Фотография горящей капли во времени дает возможность установить влияние различных факторов на скорость сгорания. [c.67]

Определение константы К позволяет оценивать не только скорость горения распыленного топлива, но и дает возможность устанавливать те критические диаметры, при которых горение переходит из диффузионной области в кинетическую. [c.68]

Таким образом, несмотря на явную ограниченность исследований горения отдельных капель и топливного факела, можно установить, что физические процессы, возникающие при горении распыленного топлива, в основном и определяют сущность этого процесса. [c.68]

Перечисленные особенности показывают, что процесс горения топлива в жидкостном ракетном двигателе — это новая разновидность горения распыленного топлива. [c.127]

Такое деление процесса горения распыленного топлива лежит в основе исследований, в которых ведущую роль играют представления диффузионной теории. Пользуясь основными положениями этой теории, можно указать пути для повышения скорости горения применительно к ЖРД. Для кинетической области решающее значение имеют физико-химические константы топлива, которые не [c.131]

Изучение процесса горения распыленного топлива показывает, что при высоких температурах и большой реакционной способности топливных компонентов стационарный режим определяется главным образом гидродинамическими свойствами системы [53], [116]. [c.147]

Указанные недостатки усугубляются трудностями, которые возникают при проведении экспериментальных исследований в области устойчивости. Эти трудности заключаются в том, что нелегко изменить только один параметр в системе, не изменив при этом ряд других параметров. Другая трудность, свойственная процессу горения распыленного топлива, состоит в том, что исследования, связанные с изучением этого вида горения, нельзя совершенно точно воспроизвести и всегда имеется значительный разброс результатов. Все это приводит к тому, что для получения достоверных результатов требуются большие затраты времени и средств. [c.168]

При горении жидкого топлива физическими стадиями процесса являются распыление топлива, прогрев его, испарение и образование горючей смеси. В связи с этим при сжигании жидкого топлива возможны два случая [c.236]

Основными принципами конструирования камер сгорания являются разбивка воздуха на первичный и вторичный, постепенный подвод первичного воздуха в зону горения, турбулизация потока в зоне горения, стабилизация фронта пламени, распыливание и оптимальное распределение распыленного топлива по воздушному потоку, организация охлаждения деталей камеры сгорания, обеспечение тепловых расширений [29]. [c.259]

Здесь следует подчеркнуть, что используемое для характеристики дисперсного состава капель распределение их по объему (массе) представляет наибольший технический интерес, так как именно оно определяет главные особенности рассматриваемых в теплотехнике двухфазных систем. Например, эффективность горения жидкого топлива в основном лимитируется наличием в распыленной струе наиболее крупных капель. Они же [c.231]

Рис. 9-8. Схема опытной установки для изучения горения распыленного жидкого топлива.

Из рис. 93 видно, что если при сжигании жидкого топлива или карбюрированного газа излучение характеризуется тем, что на соответствующих кривых имеется максимум излучения, то излучение пламени чистого коксовального газа характеризуется непрерывным ростом излучения вплоть до места окончания горения (вследствие увеличения содержания СОг и Н2О в продуктах горения). Исследования показали, что при увеличении тепловых нагрузок возрастают температуры по длине пламени и суммарное излучение, однако коэффициент излучения остается практически неизменным. При увеличении коэффициента избытка воздуха от = 1,1 до п =, 4 как в случае жидких, так и газообразного топлив пламя становится более коротким, коэффициент излучения пламени уменьшается примерно на 12%, уменьшается и температура стенок и отходящих газов. Всякое увеличение количества движения струи жидкого распыленного топлива или карбюрированного газа вызывает уменьшение излучения пламени в каждой точке по его длине, хотя и способствует перемешиванию. [c.176]

Опытные данные, характеризующие сокращение длины зоны горения газообразного топлива, находятся в полном согласии с теорией. Несмотря на то что процесс сгорания газообразного топлива протекал в полностью экранированной холодными стенками камере и в присутствии больших количеств распыленной испаряющейся воды или перегреваемой парогазовой смеси, закономерность уменьшения длины (рис. 11) с ростом давления сохранялась такой же, как и на рис. 10. [c.25]

Б. В. Канторович [29], рассматривая вопрос о горении жидких топлив, показал, что испарение распыленного топлива можно выразить критерием испарения [c.37]

Механизм стабилизации пламени за плохообтекаемыми телами ряд исследователей объясняет тепловым состоянием области горения за стабилизатором, где создается вихревая зона с обратными токами и куда подается распыленное топливо. Холодный воздух, обтекая стабилизатор, соприкасается с зоной горения происходит турбулентное перемешивание газов, паров топлива и воздуха и его нагрев до температуры, необходимой для воспламенения и горения. Полагают, что пламя срывается тогда, когда вихревая зона получает от вновь подожженных газов тепла меньше, чем требуется для зажигания этих газов [55, 56]. [c.41]

Влияние коэффициента избытка окислителя на длину зоны горения дизельного топлива при сгорании топлива в присутствии распыленной воды [c.102]

Хотя процесс сжигания эмульсий был организован в заведомо тяжелых условиях, на холодном воздухе и при интенсивном отводе тепла из зоны горения распыленной холодной водой, расход которой составлял 4 6 кг/кз топлива, горение эмульсий протекало устойчиво, с высокой интенсивностью и достаточной полнотой. [c.134]

Приводим некоторые результаты, характеризующие процесс горения жидкого топлива в присутствии воды и процесс испарения распыленной воды в общем реакционном объеме (табл. 23 и рис. 12, 44 и 73—75). [c.154]

Показатели процессов горения жидкого топлива под высоким давлением в присутствии распыленной воды в общем реакционном объеме при концентрации кислорода в окислителе = 35+45% [c.156]

Другое важное следствие, вытекающее из аэродинамического исследования, заключается в следующем обратные токи создавали благоприятные условия для устойчивого поджигания и горения жидкого топлива в такой тяжелой обстановке, как полностью экранированная камера сгорания в присутствии в конце зоны горения больших количеств распыленной воды. [c.170]

Горение газообразного топлива совместно с распыленной водой [c.176]

Таким образом, первая зона этого комбинированного процесса является зоной горения. Как топливо, так и воздух или другой окислитель в зону горения подаются в подогретом виде (топливо при температуре 400—600° К, воздух при температуре 600°К). В результате сгорания первичного распыленного топлива образуются высоконагретые продукты сгорания, состоящие из СО2, О2, Н2О и N2. Температура потока продуктов сгорания на выходе из зоны горения в зависимости от коэффициента избытка воздуха и содержания водной фазы в топливе может изменяться в пределах 1400—1800° К в зависимости от технологических задач процесса. [c.203]

Руководствуясь этим принципом, на машиностроительном заводе [9] выполнили работу по организации процесса горения жидкого топлива в камере сгорания газовой турбины ГТ-550 N = 1000 кв) совместно с водой. Расход воды составлял 2100 кг/ч, или dy = 2,35 кг воды/вг топлива. Вода подавалась в топку в распыленном состоянии параллельно с топливом. [c.257]

Организацию процесса горения жидкого топлива в камере сгорания газовой турбины по этому варианту нельзя признать безупречной. Неравномерное распределение воды в топочном объеме, в особенности недостаточно хорошо распыленной, может привести к недостаточно полному выгоранию топлива и неравномерному распределению температуры в топке. Безусловно, добавка воды к топливу с образованием топливной эмульсии и вводом остальной части воды за пределами зоны горения является технически более совершенным процессом, чем ввод воды параллельно потоку горящего топлива. [c.257]

Экономичность любого узла, в том числе и форсунки, должна быть одной из важнейших характеристик. Однако пока не суш ествует критериев для ее оценки. Если оценивать экономичность по к. п. д. горения, то форсунка, соответствующая топочному объему и условиям горения, но менее рациональной конструкции, может иногда дать лучшие показатели, чем более совершенная форсунка, но не подходящая для данного топочного объема. Условно можно считать более экономичной ту форсунку, которая имеет минимальные гидравлические потери и при меньшей удельной затрате энергии обеспечивает более мелкое распыление топлива. [c.28]

Горение жидкого топлива начинается после его испарения и протекает в паровой фазе. Поэтому мазут сжигают в распыленном виде, чтобы поверхность испарения достигала максимальной величины. [c.65]

Основными условиями интенсификации горения жидкого топлива в факеле являются хорошее распыление, предварительный подогрев воздуха и мазута, подача всего необходимого для горения воздуха в корень факела, поддержание температуры в факеле на достаточно высоком уровне, — в конце факела температура должна быть не ниже 1 000—1 050° С. [c.66]

Удовлетворительное горение жидкого топлива в топочных камерах требует очень тонкого распыления и тщательного перемешивания его с воздухом. В противном случае горение топлива будет неполное, с большим образованием сажи и дыма. Хорошее распыление и перемешивание жидкого топлива с воздухом требуют достаточно большого объема топочной камеры, что в передвижных паровых котлах, ограниченных размерами и весом, не всегда возможно. Следовательно, в передвижных паровых котлах иногда приходится допускать более высокие потери тепла от химической неполноты горения, чем это имеет место в стационарных паровых котлах. [c.172]

Керамические муфельные предтопки улучшают процесс горения жидкого топлива за счет его подогрева, более тонкого распыления, завихрения газовоздушного потока и сокращения длины факела в топке. Однако кера-178 [c.178]

В. Я. Басевич. О влиянии предварительного испарения на полноту и устойчивость горения распыленного топлива.— В сб. Горение при пониженных давлениях и некоторые вопросы стабилизации пламени в однофазных и двухфазных системах . М., Изд-во АН СССР, 1960. [c.312]

Одним из результатов работы, проведенной в конце 1960-х гг. американской Межведомственной комиссией по ракетным двигателям на химическом топливе RPG, стало признание того, что экономичность, устойчивость и работоспособность ЖРД взаимосвязаны. Такой вывод был сделан на основании анализа дробления, испарения и горения распыленного топлива, который стал отправной точкой для поиска технических решений в этих трех направлениях. В результате появилась возможность оптимизировать процесс выбора конструкторских решений, сократив тем самым период разработки и уменьшив массу двигателя. Большинство ЖРД, разработанных до 1970 г., создавались методом проб и ошибок. Случалось, что до нахождения оптимальной конструкции приходилось опробовать до 100 вариантов смесительной головки. Обычно лишь после достижения требуемого уровня экономичности и обеспечения устойчивой работы начинались поиски способов обеспечения требуемого ресурса. Поэтому разработанные ранее ЖРД (эксплуатация некоторых из них еш е продолжается) имели неоптимальное соотношение компонентов топлива, в них использовались специальные устройства для повышения устойчивости, а масса конструкции оказывалась завышенной. Маршевый двигатель ВКС Спейс Шаттл и экспериментальный ЖРД с кольцевой камерой сгорания и центральным телом стали первыми двигателями, разработанными с применением новых методов. Рабочие характеристики ЖРД определяются выбором установочных параметров, к которым относятся свойства компонентов топлива и технические требования к системе подачи топлива, смесительной головке и камере сгорания. Исходя из них, можно рассчитать полноту сгорания, удельный импульс, устойчивость горения и температуру стенки камеры. Достигнутый удельный импульс, как и для РДТТ, представляет собой разницу между термодинамическим потенциалом топлива и потерями, сопутст-вуюш.ими его реализации. Динамическая устойчивость определяется балансом между причинами, вызываюш ими внутрика- [c.164]

На рис. 6-8 представлена ротационная форсунка, в которой не только первичный, но и вторичный воздух организованно подается через горелочное устройство. В качестве привода служит электродвигатель /. Жидкое топливо подается во вращаюш,ийся стакан 2, на выходе из которого распыленное топливо встречается с первичным воздухом, подаваемым встроенным вентилятором 3 через щель 4. Весь воздух, необходимый для горения (вторичный), поступает через кольцевую щель 5 в горловине форсунки. Сопротивление вторичного воздуха при этом составляет 40 мм вод. ст., а первичного 300 мм вод. ст., давление жидкого топлива рекомендуется 0,5 кГ/см . Мощность этой форсунки, как и описанной выше, достигает 3000 кг1час. [c.125]

Быстрота и полнота сгорания мазута находятся в прямой зависимости от размера капель, т. е. от тонкости распыления. Так, при диаметре капли 60—80 мкм длительность выгорания мазута составляет около 0,01 сепри увеличении диаметра капли до 300—400 мкм длительность выгорания возрастает в 10 раз [Л. 30]. Это объясняется тем, что скорость протекания всего процесса горения жидкого топлива в наибольшей степени зависит от скорости испарения, так как эта стадия самая медленная из всех стадии процесса. Поэтому прежде всего необходимо стремиться к увеличению скорости испарения, что достигается развитием поверхности испарения, т. е. улучшением тонкости распыления, которая улучшается при снижении вязкости мазута путем его подогрева и зависит также от конструктивного совершенства, точности изготовления, сборки и установки форсунки, а также ее эксплуатационного состояния в отношении износа. [c.74]

Анализ полученных результатов показывает, что горение жидкого распыленного топлива (керосина и дизельного топлива) под давлением 30— 50 ama на паро-кислородной смеси в полностью экранированной камере сгорания в присутствии значительных количеств распыленной воды (6-f-- -10 кг/ка топлива) протекает весьма интенсивно и с хорошей полнотой сгорания топлива. [c.155]

В основу экспериментального изучения процесса горения газообразного топлива совместно с распыленной водой в общем реакционном объеме был также положен принцип комплексного исследования. Этот принцип заключался в том, что изучение процесса проводилось одновременно на всем его протяжении — от места ввода реагирующих компонентов до выхода рабочего тела (парогаза) из реактора — на основе полного теплового и материального баланса. [c.176]

Горение эмульсий, как мы уже показали, отличается от горения мазута тем, что увеличение поверхности распыленного топлива вследствие внутритопочного дробления ускоряет переход топлива в парообразное состояние благодаря дополнительному перемешиванию паров топлива с кислородом воздуха. В результате общее время горения уменьшается, а полнота сгорания увеличивается. Это в свою очередь позволяет уменьшить коэффициент избытка воздуха с Ов = 1,15 до Нв = 111- Но, поскольку в мощных котельных агрегатах температура воздуха, подаваемого в топку, достигает 570° С, условия подготовки к воспламенению и горению топлива еще более улучшаются и позволяют уменьшить коэффициент избытка воздуха до Нв = 1,07 1,05. Уменьшение же коэффициента из- [c.238]

Г. Годсейв. Исследование горения капель распыленного топлива. Горение одиночных капель.— В Сб. IV Международный симпозиум по вопросам горения и детонационных волн . М., Оборонгиз, 1958. [c.314]

Практически необходимые условия прежде всего определяют по полноте выгорания распыленного топлива при его сжигании с малыми избытками воздуха. Например, в топочной практике горелки, при использовании которых суммарная неполнота горения не превышает 0,4% при коэффициенте избытка воздуха иа выходе из топки на уровне 1,02—1,03, принято сч11тать удовлетворительными. Реже условия сжигания определяют по отклонению от принятых значений теплового напряжения топочного объема, от вида сжигаемого топлива и конструкции воздушного регистра. [c.194]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...