Тема: Камеры сгорания ГТД 1.
Тема: Камеры сгорания ГТД 1. Требования, 5. Конструкция основных предъявляемые к камерам элементов камер сгорания Корпуса КС Диффузоры КС 2. Процессы, протекающие Жаровые трубы в камере сгорания Охлаждение ЖТ Фронтовые устройства ЖТ Крепление ЖТ 3. Классификация камер Устройства подвода сгорания топлива Системы воспламение 4. Конструктивные схемы 6. Материалы основных камер сгорания элементов камер сгорания
Требования, предъявляемые к камерам сгорания требования экономичности: теплонапряженность • Высокая полнота сгорания топлива на всех режимах работы • Минимальные потери полного давления • Минимальные габариты и масса требования надежности: • Широкие пределы устойчивого горения • Надежный розжиг топлива в земных и высотных условиях Максимальная избыточная температура • Отсутствие пульсаций давления, (вибрационного горения) • Заданное распределение температур по радиусу на выходе из КС • Минимальная окружная неравномерность поля температур на выходе из КС производственные требования: • Отсутствие нагара на элементах конструкции КС • Технологичность изготовления и эксплуатации • Контролепригодность • Рементопригодность экологические требования: • Низкий уровень выбросов CO и NOx (по нормам ИКАО)
Процессы, протекающие в камере сгорания 1 2 3 газосборн коэффициент ик избытка воздуха зона обратных токов первичный вторичный воздух 1 - зона подготовки ТВС 2 - зона горения 3 - зона смешения
Классификация камер сгорания прямоточные По направлению газового потока противоточные трубчатые По конструктивной схеме кольцевые трубчато- кольцевые однозонные По числу зон горения двухзонные высокого По способу подачи топлива давления низкого давления
Классификация К прямоточная КС Противоточная КС
Конструктивные схемы камер сго Основные элементы камер сгорания наружный кожух газосборник КС фронтов ое внутренний кожух диффузо устройст КС р во Жаровая труба
Конструктивные схемы камер сго Основные типы камер сгорания трубчатая Простота доводки Ремонтная технологичность Неравномерность на выходе Масса, габариты Высокие гидр. потери кольцевая Мин. размеры Равномерность на выходе Мин. потери Низкая жесткость Трубчато-кольцевая Простота доводки Неравномерность на выходе Масса, габариты Высокие гидр. потери
Конструктивные схемы камер сго Трубчатая камера сгорания Фронтовое диффузор устройство жаровая труба кожух форсунка газосборник
Конструктивные схемы камер сго Трубчатая камера сгорания
Конструктивные схемы камер сго Кольцевая камера сгорания 1 2 3 8 7 6 5 4
Конструктивные схемы камер сго Трубчато-кольцевая камера сгорания
Конструктивные схемы камер сго Комбинированная камера сгорания
Конструктивные схемы камер сго Двухзонная камера сгорания основная Зона зона горения смешения • Широкий диапазон устойчивой работы • Высокая полнота сгорания • Низкая эмиссия вр. веществ • Малая длина дежурная зона горения • Сложность конструкции Низкий расход охл. воздуха и топливной аппаратуры
Конструкия основных элементов КС Корпус камеры сгорания ПС-90 А наружный внутренний Нагрузки: Нагрузки: Внешнее давление Внутреннее давление Осевая сила Осевая сила Крутящий момент Крутящий момент
Конструкция основных элементов Диффузоры камер сгорания: с изоградиентным изменением площади с разделителем потока (кольцевые КС) с внезапным расширением потока
Конструкция основных элементов Жаровые трубы Кольцевая КС Трубчато-кольцевая КС Двухзонная КС
Конструкция основных элементов Охлаждение жаровых труб: Поле температур
Конструкция основных элементов Охлаждение жаровых труб а) б) в) г) а), б), в) – варианты конвективно-пленочного охлаждения, г) – транспирационное охлаждение.
Конструкция основных элементов Способы подвода воздуха а) – механически обработанные отверстия б) –отбортованные отверстия; в) – отверстия с воздухозаборник г) – смесительный патрубок. Температурные напряжения вблизи отверстия
Конструкция основных элементов Фронтовые устройства камер сгорания с лопаточным с щелевой головкой с конусным завихрителем стабилизатором
Конструкция основных элементов Крепление жаровых труб с осевой фиксацией в передне с отдельным газосборнико с совмещенным газосборником
Конструкция основных элементов Крепление жаровых труб с осевой фиксацией в задней
Конструкция основных элементов Устройства подвода топлива одноконтурная пневматическая Низкий напор топлива Выше ресурс топл. насосов Лучше смешение Меньше выбросы вр. вещест центробежная, двухконтурная, двухсопловая
Конструкция основных элементов Требования системы зажигания Надежность розжига на земле и на высоте Высокие термо - и вибростойкость Взрывобезопасность Высокий ресурс элементов Минимальные вес и габариты; Минимальные эксплуатационные затраты. 5 6 7 8 1 2 9 3 10 4 Свеча зажигания Воспламенитель
Материалы камер сгорания Требования Жаропрочность Жаростойкость Сопротивление усталости и росту трещин устойчивость к газовой коррозии Теплопроводность Износостойкость Технологические свойства (способность к пластической деформации, свариваемость). жаровые трубы корпуса • нерж. сталь (12 Х 18 Н 10 Т) до 800 С; • жаропрочные легированные • жаростойкие сплавы стали (13 Х 11 Н 2 В 2 МФ) до 600 С; на никелевой основе (ЭИ 435) до • жаропрочные сплавы 1100 С на никелевой основе (до 650 С) Покрытия • Эмали • Керамические теплозащитные покрытия