Жаровая труба камеры сгорания

(51)5 Г 23 К 3 6 йХЮРСВЕННй НОМИТЕт ттиииииит и ваттГМИИ ОВЕЕТ СССР описание изов чтения ":. тт итожити ъ(71) Научно в производственное объединекие по топливной аппаратуре двигателей "ЦНИТА"(54) ЖАРОВАЯ ТРУБА КАМЕРЫ СГОРАНИЯ(57) Изобретение относится к турбостроению и твзволяет повысить надежность работы камеры при форсированиирабочих параметров на входе в нее. Изобретение относится к турбостро, ению, в яастности к жаровым трубам ; камеры сгорания.Цель изобретения - повышение надежности работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее. На фиг. 1 представлена жаровая труба камеры сгорания, продольный разрез; на фиг. 2 - жаровая труба с перфорированным цилиндром, продольный разрез; на фиг. 3 - жаровая труба с испарителем, имеющим входной цилиндрический участок, продольный разрезЖаровая труба камеры сгорания содержит фронтовое устройство с испаритедем 1, выполнейным в виде диффу,ЯО 1553793 А 1 2Это достигается тем, что в жаровой трубе, имеющей испаритель 1, выполненный в виде диффузора, открытого в жаровую трубу, завихритель 3, размещенный на входе в испаритель,и топливную форсунку 4, дополнительно установлен на входе в испаритель диск 5 с образованием кольцевой щели , форсунка размещена перед диском, а испаритель выполнен перфорированным. Кроме того, устройство снабжено перфорированным цилиндром 9, установленным между форсункой 4 и диском 5 и контактирующим с последним по торцу. Такое выполнение позволяет организовать рециркуляционные зоны как внутри испарителя, так и за его стенкой, обеспечить устойчивую пелену топливной пленке на внутренней поверхности иснарителя, 2 з.п.ф-лы, 3 нл. зора, открытого в жаровую трубу 2,завихритель 3, размещенный на входев испаритель 1, и топливную форсунку 4. Жаровая труба 2 снабжена диском 5, установленным на входе в испаритель 1 с образованием кольцевойщели 6, форсунка 4 размещена переддиском 5, а испаритель 1 выполненперфорированным отверстиями 7. Крометого, фронтовое устройство снабженоперфорированным (отверстиями 8) цилиндром 9, установленным между форсункой 4 и диском 5 и контактирующимс последним по торцу. Испаритель 1снабжен входным цилиндрическим участком 10, образующим с перфорированнымцилиндром 9 кольцевой канал 11, а завихритель 3 установлен в последнем.Камера сгорания работает следуюшимбразом.В испаритель 1 жаровой трубы 2 чез завихритель 3 подводится воздух.авихритель 3 формирует закрученный5воздушный поток, который выходит изнего через кольцевую щель 6 в испари 1 ель 1. Топливо из топливной форсунки 4 подается в виде струи на торцовую поверхность диска 5. Топливнаяструя, соприкасаясь с торцовой поерхностью диска 5, дробится на каплиоторые уносятся воздушным потоком.а счет действия центробежных сил кап и топлива попадают на поверхностьнарителя 1 и формируют топливнуюенку. Топливная пленка движется понутренней поверхности испарителя 1од действием спутного воздушного по Ока, поступающего из щели 6, Зачет закручивания потока давление вспарителе 1 со стороны его внутреней поверхности превосходит давлениежаровой трубе 2, Под действием 25оэникающей разности давлений частьоплива и воздуха выходнт через отверстия 7 перфорации. При этом воздух дробит топливо на мелкие капли,образуя в зоне трубы 2 струи топливо-воздушной смеси. Струи создаютнаружной стороны испарителя 1 рефиркуляционное течение,Размещение эавихрителя 3 в сечении4 наименьшим диаметром испарителя 1обеспечивает наибольшую скорость закрученного потока в щели 6, а следоательно, и наибольшую центробежнуюФилу в этом сечении. За счет этогосе распыленное о поверхность диска 540топливо осаждается на внутреннюю поверхность испарителя 1 и создаетсяхорошая равномерность распределения1 оплива,по периметру испарнтеляначиная с его входа.Испаритель 1, выполненный в видеЩиффузора, обеспечивает внезапноерасширение на пути закрученного потока. Это приводит к формированию мощйого рециркуляционного течения вы 50ходящего за область испарителяОтверстия 7 в испарителе 1, черезКоторые выходят топливовоздушныеСтруи, обеспечивают отсасывание поГраничного слоя, позволяют создатьНа внутренней поверхности испарителя 1 ламинарно-волновой режим теченияГопливной пленки и исключают брызгоунос. Процесс горения локализуется в зоне за испарителем 1. Продукты сгорания из зоны горения рециркулируют к диску 5, где интенсивно смешиваются с поступающим из завихрителя 3 воздухом и обогревают топливную пленку за счет конвективного теплообмена с ней. Продукты сгорания, образуемые в зоне за стенкой испарителя 1, двигаются около него и передают тепло топливной пленке через его поверхность, Таким образом, организован двусторонний обогрев топливной пленки, позволяющий испарить большее количество топлива на меньшей поверхности и эфФективно использовать поверхность испарителя 1.Зля улучшения равномерности распределения топлива по периметру испарителя 1 внутри завихрителя 3 устанавливают цилиндр 9 (фиг. 2 и 3). При этом часть воздуха, поступающая в жаровую трубу 2, подается в кольцевой канал 11. Топливная струя, выходящая из топливной форсунки 4, дробится о торцовую поверхность цилиндра 9, Капли топлива подхватываются воздушным потоком и выносятся через отверстия 8 в цилиндре 9, образуя при этом топливовоздушные струи, Используя для дробления топлива,помимо кинетической энергии топливной струи, также энергию воздушного потока, можно получить более мелкое и равномерное распределение топливных капель по периметру испарителя 1 и обеспечить еще большую равномерность топливной пленки внутри испарителя 1.Кроме того, цилиндр 9 устраняет рециркуляционное течение внутри завихрителя 3 и еще больше повышает надежность работы камеры при Форсировании рабочих параметров воздуха и топлива на входе в камеру,При выполнении камеры сгорания наибольший эффект может быть получен с учетом следующего.Для орошения топливом всей поверхности испарителя 1 необходимо, чтобы поверхность диска 5 была расположена внутри завихрителя 3 до входа в испаритель 1, В противном случае топливная пленка не покрывает всю внутреннюю поверхность испарителя 1.Отверстия 7 лучше выпо.пнять во второй половине длины испарителя 1 по ходу воздуха. При этом достигается большая гомогенизация топливоэдушных1553793 30 струй за счет испарения топлива в первой половине длины испарителя 3.При существовании неоднородностей воздушного потока на входе в камеру.5 сгорания для демпфирования этих неоднородностей и получения струйного течения на выходе отверстий 8 целесообразно выполнять внутренний канал цилиндра 9 конфузорным (фиг.3) так, чтобы минимальная площадь его проходного сечения была больше суммарной площади отверстий 8. При выборе длины канала цилиндра 9 и расположения топливной форсунки 4 по отношению к 15 торцовой поверхности диска 5 рекомендуется учитывать следующее, Топливная струя, выходящая из форсунки 4, должна обладать достаточной кинетической энергией при соприкосновении с диском 5 для обеспечения дробления топлива на капли. Кроме того, длина пути рикошетируемого топлива должна быть меньше длины внутреннего канала ципиидра 9. 25Изобретение может быть использовано как в кольцевых, так и в трубчатых камерах сгорания.Предлагаемое выполнение жаровой труби камеры сгорания позволяет уменьшить количество вредных веществ в продуктах сгорания и повысить на-6дежность ее работы при форсированиирабочих параметров на входе в камеру. Формула изобретения Жаровая труба камеры сгорания, содержащая фронтовое устройство с испарителем, выполненным в виде диффузара, открытого в жаровую трубу, завихритель, размещенный на входе в испаритель, и топливную форсунку, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения надежности работы камеры при форсировании рабочих параметров на входе в нее, она снабжена диском, установленным на входе в испаритель с образованием кольцевой щели, форсунка размещена перед диском, а испаритель выполнен перфорированным.2. Труба по п. 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что фронтовое устройство снабжено перфорированным цилиндром, установленным между форсункой и диском и контактирующим с последним по торцу.3, Труба по п. 2, о т л и ч а ющ а я с я тем, что испаритель снабжен входным цилиндрическим участком, образующим с перфорированным цилиндром кольцевой канал, а завихритель установлен в последнем..1553793 Ога даи орректор И ГКНТ СССР изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгдрод, ул. Гагарина, 10 ЗаказВНИИПИ оставнтель В. Смирноехред Л.Сердюкова Тираж 449 ударственного комитета по изоб 113035, Москва, Ж, Ра