Az égéskamra kiszámítása - repülőgép-motor tervezése
GTE égéskamrák, annak ellenére, hogy a látszólagos egyszerűsége, a legbonyolultabb szerelvény, amely történhet egyidejűleg dolgozza különböző jellegűek: az aerodinamikai áramlási folyamatokat, fizikai és kémiai folyamatok az égés, a termikus folyamatok társított hőáram és hőterhelés komponenseket.
A legtöbb ilyen folyamatot nehéz kiszámítani, ezért CS létrehozásakor nagy mennyiségű befejező és kísérleti munka szükséges. A tervezési munka valójában az első megközelítés az új motorok CS létrehozása során, az egyéni motorépítő vállalkozás korábbi tapasztalatainak egyidejű felhasználásával.
Az új motorok létrehozásában különös figyelmet fordítottak a káros anyagok keletkezésének a CS-ben, a környezetvédelmi szabványok kielégítésén alapulva [5].
A COP fő követelményei a következők:
- az üzemanyag elégetése nagy teljességgel;
- megbízható indítás a földön és meghatározott repülési körülmények között magasságban;
- az égés stabilitása a levegő, a nyomás és a sebesség együtthatójának széles tartományában;
- alacsony teljes nyomásveszteség;
- a káros anyagok kibocsátásának alacsony szintje;
- a kilépő gáz hőmérsékletének adott sugárirányú mezőjének biztosítása;
- az égési folyamat stabilizálása és a nyomásimpulzus hiánya;
- alacsony termelési költség és könnyű karbantartás;
- nagyobb megbízhatóság és erőforrás;
A GTE égéskamra úgy van megtervezve, hogy az üzemanyag levegő oxigénnel való elégetésével jut a munkafolyadékhoz. A kompresszorban lévő levegőt a kompresszor egy diffúzoron keresztül táplálja, ahol a légsebesség körülbelül 5 ... 6 -kal csökken a kompresszor nyomásveszteségeinek csökkentése érdekében. Ezután a patak egy széles üregbe esik, ahol a lángcsövön keresztül, elosztva, áramlik. A lángcső annak érdekében, hogy megelőzzük a láng-out area, létrehoz egy kis sebességű zónája fordított áramok révén falelemek (elején a lángcső, a úgynevezett elsődleges terület) [4].
Az elsődleges zóna mögött egy középső zóna van, ahol a másodlagos levegő fő része a lángcsövön lévő lyukakon keresztül jut. Ennek a levegõnek köszönhetõen a gázzal dúsított gáztalakzatok néhány régiója kiégett. A lángcsőnek a fúvókáktól a helyig, ahol az égő végeket égési zónak nevezik.
Az égési zóna mögött a keverési zóna, ahol a keverőlevegőt szállítják, a sugárzók méretei a gázhőmérséklet előre meghatározott radiális mezőjét biztosítják a csatorna kimenetén. A kompresszor gázkollektorral végződik.
Jelenleg háromféle CS GTE megkülönböztethető: gyűrűs, csőszerű és csőszerű. A legelterjedtebb volt a körgyűrű áramköre, mivel a kompakt kialakítás és kisebb tömeg jellemzi. A gyűrűs CS (pl. Más áramkörökhöz képest) lángcsövének kisebb felülete van, ezért kisebb mennyiségű levegőre van szükség a hűtéshez.
A gázáram áramlási irányától függően a CS közvetlen áramlási, ellenáramlási és hurokáramkörei vannak. Az ebben a munkában kivetített gázturbinás motorhoz (a prototípus szerint) egy áramkört választottak a gyűrű átáramlású kompresszor számára.
A COP kiszámításához szükséges kezdeti adatok a következők:
- a levegő hőmérséklete a CS bejáratánál;
- gázhőmérséklet a turbina bemeneténél;
- a légnyomás a CS bejáratánál;
- teljes nyomásesés a hidraulikus ellenállás miatt
- teljes nyomásveszteség a hőállóság következtében
- az üzemanyag elégetésének teljes tényezője
- az égési zónában az égés teljességének együtthatója
- sztöchiometrikus mennyiségű levegő az alkalmazott üzemanyag számára
- az üzemanyag fűtőértéke
- a levegő túláram-tényezője
- a túlmelegedési tényező az elülső eszköz kimeneténél
- levegő felesleges arány az égési zóna végén
- a motor kompresszorának, égéskamrájának és turbinájának geometriai (sugárirányú és tengelyirányú) paramétereit tervezték (a prototípus szerint fogadták el).
Az égéstér gázdinamikai számításának kezdeti adatait a gdrks.dat kezdeti adatfájlba helyezzük (3.1. Táblázat). A gdrks.exe program által elért számítás eredményeit a gdrks.rez fájlba (3.2. Táblázat) kell megadni. A kiszámított adattáblán kívül a gdrks.exe program lehetővé teszi a számítási eredmények grafikai formában való megjelenítését (3.1 ábra) a nagyobb tisztaság érdekében [7].
3.1. Táblázat - Alapadatok
3.2. Táblázat - Számítás eredményei
3.1 ábra - Az égéstér diagramja
A számítás eredményeként az égéskamra áramlási paramétereit és geometriai alakját kapjuk. A fő paraméterek eloszlása megegyezik a hurok ellenáramú égéskamrák jellemzőivel. A geometriai forma hasonló a prototípus motorjának égéskamrájához.
A tervezett égéskamra magas az üzemanyag elégetés teljességének együtthatójával, és az ilyen típusú kamrák számára megengedi a termikus és hidraulikus ellenállások veszteségeinek értékét.
Ha hibát észlel a szövegben, válassza ki a szót, és nyomja meg a Shift + Enter billentyűt