Камера сгорания газотурбинного двигателя
Полезная модель относится к области авиационного и наземного двигателестроения, а именно к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей. Техническим результатом на достижение, которого направлена полезная модель, является компенсация подачи воздуха в месте установки запального устройства в количестве необходимом для поддержания температуры, требуемой для равномерного распределения температурное) поля в зоне горения. Технический результат достигается тем, что камера сгорания газотурбинного двигателя содержит, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь. Новым в полезной модели является то, что вокруг запального устройства образован кольцевой канал для подачи воздуха, площадь которого больше площади отверстия для подачи воздуха в ряду, в котором установлено запальное устройство, в 1,1-1,4 раза.
Полезная модель относится к области авиационного и наземного двигателестроения, а именно к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей.
Известна конструкция камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь [«Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей». М., Машиностроение, под ред. Д.В.Хронина, 1989 г., с.557 - стр.416, рис.8.22, стр.418 рис.8.23,б]. То есть запальное устройство, расположенное в одном из рядов отверстий для подачи воздуха, занимает место одного или нескольких отверстий для обеспечения процесса выгорания топлива. При этом запальное устройство установлено так, что в этом месте поступление воздуха в жаровую трубу практически отсутствует.
Такое отсутствие подачи воздуха в месте установки запального устройства повышает температуру горения в этой зоне, что вызывает неравномерность распределения температурного поля в зоне горения и на выходе из жаровой трубы, и, как следствие, снижает надежность работы камеры сгорания.
Техническим результатом на достижение, которого направлена полезная модель, является компенсация подачи воздуха в месте установки запального устройства в количестве необходимом для поддержания температуры, требуемой для равномерного распределения температурного поля в зоне горения.
Заявленный технический результат достигается тем, что камера сгорания газотурбинного двигателя содержит, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь.
Новым в полезной модели является то, что вокруг запального устройства образован кольцевой канал для подачи воздуха, площадь которого больше площади отверстия для подачи воздуха в ряду, в котором установлено запальное устройство, в 1,1-1,4 раза.
На прилагаемом чертеже изображена камера сгорания заявленной конструкции.
Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит, по крайней мере, одно запальное устройство 1 и жаровую трубу 2. В жаровой трубе 2 расположены по окружности ряды 3 отверстий 4 для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие 5 для установки запального устройства 1, при этом отверстия 4 этого ряда 3 имеют одинаковую площадь.
Вокруг запального устройства 1 образован кольцевой канал 6 для подачи воздуха. Площадь кольцевого канала 6 больше площади отверстия 4 для подачи воздуха в ряду 3, в котором установлено запальное устройство 1, в 1,1-1,4 раза.
Указанное соотношение получено расчетно-эксперименгальным путем.
В случае, когда площадь кольцевого канала 6 отличается от площади отверстия 4 меньше чем в 1,1 раза, из-за затенения, образованного запальным устройством 1, потока воздуха через кольцевой канал 6 будет меньше, чем через отверстие 4. Соответственно, в жаровой трубе 2 в зоне у запального устройства 1, по сравнению с зоной за отверстием 4, температура будет повышена.
В случае, когда площадь кольцевого канала 6 отличается от площади, отверстия 4 более чем в 1,4 раза, расход воздуха через кольцевой канал 6 будет больше, чем через отверстие 4. Соответственно, в жаровой трубе 2 в зоне у запального устройства 1, по сравнению с зоной за отверстием 4, температура будет понижена.
В процессе работы двигателя воздух для поддержания горения подается в жаровую трубу 2 через ряды 3 отверстий 4. В месте установки запального устройства 1 подача воздуха осуществляется через кольцевой канал 6. Кольцевой канал 6 обеспечивает подачу в жаровую труб 2 воздуха в количестве достаточном для равномерного распределения температурного поля в зоне горения.
В процессе проверки работы заявленной конструкции был проведены эксперименты и получены следующие результаты.
Неравномерность температурного поля за камерой сгорания, не имеющей мероприятий по подводу дополнительного воздуха, компенсирующего отсутствие подачи воздуха из-за расположения запального устройства в ряду отверстий, повышенная. Местная температура газа в следе за запальным устройством по результатам испытаний превышает имеющиеся пики температур в других секторах камеры сгорания на 100-150°С.
Местная температура газа в следе за запальным устройством по результатам испытаний не отличается от имеющихся пиков температур в других секторах камеры сгорания.
Таким образом, заявленная конструкция обеспечивает равномерное распределение температурного поля в зоне горения, и, следовательно, повышает надежность работы камеры сгорания.
Камера сгорания газотурбинного двигателя, содержащая, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь, отличающаяся тем, что вокруг запального устройства образован кольцевой канал для подачи воздуха, площадь которого больше площади отверстия для подачи воздуха, площадь которого больше площади отверстия для подачи воздуха, в котором установлено запальное устройство, в 1,1-1,4 раза.
