Способ контроля параметров режима горения углеводородных топлив

(5)5 Р 23 Й 5/16 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Московский авиационный институт им.С, Орджоникидзе(54) СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПАРАМЕТРОВ РЕЖИМА ГОРЕНИЯ УГЛЕВОДОРОДНЫХ ТОПЛИВ(57) Изобретение относится к диагностике процесса горения углеводородных топлив, предназначено для контроля за параметрами процесса горения и может быть использовано в различных теплотехнических агрегатах топливосжигающих установок. Целью изобретения является повышение точности контроля при устойчивых режимах Изобретение относится к диагностике процесса горения углеводородных топлив, предназначено для контроля за параметрами процесса горения и может-быть использовано в различных теплотехнических агрегатах топливосжигающих установок.Целью изобретения является повыаение точности контроля при устойчивых режимах горения углеводородных топлив,На фиг. 1 изображено теплотехническое устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг, 2 - характерный вид спектра пульсаций давления открытого пламени; на фиг. 3 характерный Вид спектра пульсаций излучения. не Я 2 ао 1643876 А 1 горения углеводородных топлив. Устройства, реализующие способ, имеют топку 1, форсуночную головку 2, гаэоводы 3 и 6, штуцер 4, коллектор 5, оптический блок 7, световод 8, фотоэлектронный умножитель 9, светофильтр 10, источник 11 питания, анализатор ".2 спектра, вычислительный блок 13. Способ Осуществляется путем измерения возмущений излучения факела на линии излучения радикала ".Р, определения спектра плотности мощности пульсаций излучения (Я) и расчета пс нему производной логарифма спектральнс, плотности по лога- . рифму частоты колебаний 5 - в ", определения центральной частоты турбулентных пульсаций в зоне горения иэ условия освенства единице упомянутой производной, сравнения полученной таким образом частоты с эталонной (заданной), после чего делают заключение об изменении параметров режима горения. 3 ил. Топочное устройство содержит топку 1 с форсуночной головкой. Компоненты топлива подаются в головку 2 посредством газсвода 3 и атуцера 4, сообщающегося с коллектором 5. Через газовод 6 уда,яются продукты сгорания. На стенке топки 1 размещен оптический блок 7, Охла.хдаемый ва избежание перегрева и выхода аэ строя иэза высоких температур, К блоку 7 пристыксвывается светсвсд 8, связанный вторым своим концом с фотоэлектронным умнОжателем (ФЭУ) 9 через светобильтр 10, выделяющий из световогс потока линию излучения радикала СН (длина сслны 431,5 нм), ФЭУ 9 запатывается ст высоковольтного источника 11 питания. Электрический40 сигнал с ФЭУ 9 поступает иа анализатор 12 спектра, с помощью которого строится спектр плотности мощности (СПМ) пульсаций излучения пламени. В вычислительном блоке 13 производятся расчет центральной частоты турбулентных пульсаций излучения пламени и сравнение этой частоты с эталонной (заданной).При работе устройства компоненты топлива поступают в топку 1 посредством форсуночной головки 2 через газовод 3 и. штуцер 4, сообщающийся с коллектором 5. Продукты сгорания удаляются через газовод б. Посредством блока 7 и световода 8 световой поток от продуктов сгорания из топки 1 поступает к светофильтру 10, посредством которого осуществляется фильтрация сигнала. После светофильтра 10 световой поток регистрируется ФЭУ 9, электрический сигнал с которого поступает на вход анализатора 12 спектра, Спектр сигнала (Я) в дальнейшем поступает на вычислительный блок 13, в котором определяется значение показателя степени п в соотношении 3 и " по формуле и=-бпИсИп в; По результатам расчета и определяется центральная частота из условия п=1. Затем сравнивается полученное значение частоты с эталонным (заданным), По разнице в этих частотах делают заключение об изменении параметров режима горения.Для открытого пламени центральная частота акустического шума пламени, отвечающая максимуму спектра Яр (см, фиг, 2), соответствует значению п=1 в соответствии с Б а " для пульсаций температуры пламени (см. фиг, 3),Основное влияние на центральную частоту спектра акустического шума пламени оказывают режимные параметры процесса горения (скорости истечения и соотношение компонентов топлива). Однако при помещении пламени в полузамкнутый объем, каковым является любое топочное устройство, спектр пульсаций давления определяется, в основном, акустическими свойствами топки, Поэтому максимумов в спектре пульсаций давления становится несколько и они 5 10 15 20 30 уже не отражают режимных параметров процесса горения. При этом акустические свойства топочного устройства не влияют на пульсации температуры.Физически пульсации температуры на- илучшим образом отражаются скоростью протекания химических реакций. Поэтому необходимо осуществлять регистрацию излучения в области свечения какого-либо радикала, Излучение основных элементов, появляющихся в результате химических реакций, углекислого газа и воды, находится в инфракрасном диапазоне оптического спектра, поэтому их регистрация затруднена изза дополнительных требований к световодам, Наилучшим образом этим требованиям удовлетворяет радикал СН, излучение которого находится в видимой части спера.Формула изобретения Способ контроля параметров режима горения углеводородных топлив путем измерения пульсаций параметров, характеризующих горение, измерения их спектральных характеристик, определения отклонений параметров спектральных характеристик от эталонных значений и определения по этим отклонениям режима горения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности контроля при устойчивых режимах горения, в качестве параметра, характеризующего горение, используют излучение пламени на оптической спектральной линии излучения радикала СН, в качестве спектральной характеристики пульсаций этого параметра используют спектр плотности мощности пульсации излучения пламени на упомянутой линии излучения радикала СН, определяют производную логарифма спектральной плотности мощности пульсации излучения по логарифму частоты колебаний, по равенству этой производной единице определяют центральную частоту спектра мощности пульсаций излучения пламени, сравниваютэту частоту с заданной эталонной частотойи по результатам сравнения делают заключение об изменении режима горения.