Устройство для отбора продуктов сгорания

ОП ЫСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЮТВЛЬСТВУ Союз Соаетских Социалистических Республик(43) Опубликован 9,76(21)2401592/25-23 (Я) М. Кл.501 Н 1 заявкиГосударственный кометеСоввта Инннотров СССао делам нвобретеннйн открытей 5.02.78 Бюллетень5 (53 20,115.23088.8) ования описания 23.01.78) Дата опубл 72) Авторы изобретения ядов и В, Г, Крюков, Ермолаев, Г,71)Заявитель Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный инститим, А. Н, Туполева ЙСТВО ДЛЯ ОТБОРА ПРОДУКТ СГОРАНИЯ(54 2сн. Замораживанием состаа за осуществляется за счет короткий промежуток времея зарождения радикалов ве, которье превращают исв продукты реакции, Прекрая радикалов обеспечиваетсябы газа путем ускорения й скорости при, расширенИи воздушной см отбираемого гаотбора тепла зани и прекращен цепном механизм ходные вещества шение зарождени охлаждением про до сверхзвуково в сопле,аэа Изобретение относится преимущественно,к области ракетной техники и может бытьиспользовано во всех энергетических установках, где необходимо ,определение состава высокотемпературного диссоциированного газового потока,Известны устройства для отбора продуктов сгорания из камеры ракетного двигателя, содержашие охлаждаемый корпус,вкотором выполнен газоотборный канал, имею-,оший цилиндрический участок и сверхзвуковоесопло за ним с входным и выходными отверстиями 11Известно также устройство для отборапродуктов сгорания, содержащее охлаждае цмый корпус со сверхзвуковым соплом изаборную камеру в форме цилиндрическогоучастка, где размещают термохимическиедатчики, через которые пропускают газовую смесь и Обеспечивают селективный ана-релиз смеси горючих газов 21,Известные устройства позволяют добиться "замораживания состава отбираемогоог до 2200 К, например, при отборе изкамеры сгорания продуктов горения водород-д При отборе пробы с большим содержаниеорадикалов, например, при 3000-4000 К,не удается получить "замораживания состава в известных устройствах, При охлаждении пробы газа в известном устройствесостав его изменяется и стремится к новому термодинамическому равновесию в соответствии с температурой,Целью изобретения является сохранениесостава пробы газа при ее охлаждении,Эта цель достигается тем, что в известном устройстве в.заборной камере эа соплом смонтирован сверхзвуковой днффуэорс симметрично выполненным кольцевымобраканалом, сообщенным с выходным отверстием,Установлено, что изменение состава отбираемой пробы газа происходит при переходе от сверхзвукового течения к дозвуковому, т,е. при переходе потока пробы газачерез прямой скачок уплотнения.Установление сверхзвукового диффузорас симметричцо выполненным кольцевым каналом за соплом позволяет организовать 10.систему:косых скачков, а замыкающийпрямой скачок возникает в кольцевом канале, радиальный размер которого соизмеримс длиной свободного пробега радикалов,Используя явление гибели радикалов на 15стенке, производят отделение стабильныхкомпонентов от радикалов в кольцевом канале сверхзвукового диффузора,При этом стабильные компоненты составаотбираемого диссоциированногогаза эаморожен ы".На чертеже представлено устройство дляотбора продуктов сгорания в продольномразрезе,Устройство для отборапродуктов сгорания 25содержит охлаждаемый корпус 1, в которомвыполнены сверхзвуковое сопло 2 и забор.ная камера 3 в форме цилиндрическогоучастка, входное 4 и выходное 5 отверстия,сверхзвуковой диффузор 6, содержащий кольцевой канал 7, сообщающийся с выходнымотверстием 5 каналом 8, Заборная камера3 сообщается с коллектором 9, к которомуподсоединен вакуумный насос,Устройство работает следующимзом,Отбор пробы газа иэ камеры сгорания,в составе которого количество радикаловсоизмеримо.с количеством стабильных ком.понентов, осуществляется через входноеотверстие 4 сверхзвукового сопла 2, Дляисключения попадания газа во входное отверстие 4 из пограничного слоя, образующегосяпри обтекании потоком устройства входнаянаружная часть сопла имеет коническую45форму,Сопло обеспечивает забор пробы газаиэ точечной области камеры сгорания ракетного двигателя в объеме, достаточном, чтобы50на течение пробы газа пограничные слоине оказывали существенного влияния, Придвижении пробы газа по соплу; происходитускорение ее течения до сверхзвуковойскорости и охлаждение,55Установлено, что изменение состава пробы газа происходит при переходе от сверхзвукового к дозвуковому течению,. и к изменению состава приводит активность радикалов, которые взаимодействуют не только один с другим, но и с молекуламистабильных компонентов (СО СО НЯф О и др.).В цилиндрическом канале за соплом сверхзвуковой диффуэор разъединяет пробу газана две части. При этом одна часть пробыгаза продолжает движение по заборной камере 3, другая - в диффузоре,При движении части пробы газа в сверхзвуковом диффузоре с помощью системыкосых и замыкающего прямого скачковуплотнения осуществляется переход в дозвуковоа течение пробы газа в кольцевом канале, радиальный размер которого соизмеримс длиной свободного пробега радикалов.При движении части пробы газа по кольцевому каналу диффузора вероятность столкновения радикалов со стабильными молекулами уменьшается из-за гибели радикаловна стенке кольцевого канала, При этомпроисходит "замораживание" стабильныхкомпонентов состава пробы газа,Охлаждение пробы газа за короткий промежуток времени в сопле и очищение состава пробы газа от радикалов в сверхзвуковом диффуэоре обеспечивают сохранность(фзамораживание) количества стабильныхкомпонентов состава отбираемой пробыпродуктов сгорания, а использование уравнений материального баланса позволяетопределитьнедостающие компоненты состава смеси."Замораживание стабильных компонентовсостава отбираемой пробы газа в устройствепозволяет использовать газоотборные емкооти для отбора продуктов сгорания с учетомкратковременности работы ракетного двигателя и провести анализ, например, нахроматографических приборах.формула изобретенияУстройство для отбора продуктов сгорания преимущественно иэ камеры ракетногодвигателя, содержащее охлаждаемыйкорпус со сверхзвуковым соплом и заборнуюкамеру в форме цилиндрического участка,отличающееся тем,что,сцельюсохранения состава пробы газа при ее охлаждении, в заборной камере за соцлом смонтирован сверхзвуковой диффуэор с симметрично выполненным кольцевым каналом, сообщенным с выходным отверстием,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;1, Патент США3436966, .д 73-4215 в 19692, Авторское свидетельство СССР3 17972, кд, З 01 К ЗИ 10,1 971,, 4 ау ал ППП фПатент", г, Ужгород, ул, Проектная, 4 Тираж осударстве по дела 113035, 831ого комитета изобретений иМосква, Ж,Подписноета Министррытийшская наб.