Принцип работы камеры сгорания

[2009-01-09] - Важный элемент газотурбинного двигателя – камера сгорания. Процесс работы камеры сгорания, несмотря на кажущуюся простоту, чрезвычайно сложен. Сам процесс сжигания топлива

Газотурбинные установки – это энергетические агрегаты, состоящие из газотурбинного двигателя, генератора, редуктора и вспомогательных систем.

Важный элемент газотурбинного двигателя – камера сгорания. Процесс работы камеры сгорания, несмотря на кажущуюся простоту, чрезвычайно сложен. Сам процесс сжигания топлива во многом зависит от качества подготовки топливовоздушной смеси и дальнейшего перемешивания топлива и воздуха. Чтобы процесс горения топлива в камере сгорания был устойчивым, очевидно необходимо, чтобы скорость потока газовоздушной смеси численно равнялась скорости горения. При подаче газовоздушной смеси со скоростью, меньше оптимальной, фронт горения горелки будет смещаться в направлении подачи смеси и произойдет проскок пламени. Если скорость горения смеси будет меньше скорости подачи газовоздушной смеси, то фронт горения смещается в сторону смесительных окон и произойдет отрыв пламени.

Устойчивость горения топлива в камерах сгорания достигается с помощью аэродинамической рециркуляции продуктов сгорания, возникающей в камере за счет установки плохообтекаемых тел-регистров (завихрителей потоков воздуха), что приводит к образованию обратных токов продуктов сгорания, обеспечивающих непрерывное поджигание свежих порций поступающего топлива. Одновременно, с целью обеспечения надежного сжигания топлива в камере сгорания, их горелки, как правило, снабжаются установкой дополнительных дежурных устройств, обеспечивающих постоянное поджигание поступающего топлива.

Обычно, корпуса камер сгорания оборудуются специальными смотровыми окнами, что позволяет обслуживающему персоналу дополнительно контролировать устойчивость процесса работы камеры сгорания. Это делает газотурбинные установки на порядок эффективнее.

Принципиальной особенностью рабочего процесса камер сгорания современных газотурбинных установок является относительно высокий общий коэффициент избытка воздуха. Это непосредственно связано с уровнем термодинамических параметров цикла газотурбинных установок. Сущность взаимосвязи состоит в том, что теоретическая температура горения топлива значительно выше той, которая допустима в качестве максимальной температуры цикла перед газовой турбиной. Поэтому необходимо большое количество дополнительного воздуха, подводимого в камеру сгорания через смесительные окна для того, чтобы снизить температуру рабочего тела на выходе из камеры перед поступлением газов на диски и лопатки газовой турбины.

Автор(источник):

Смотрите так же: Энергетическое будущее России