Теплопередача в камере сгорания

Детонационное сгорание сопровождается повышением дымности отработавших газов и увеличением их температуры в цилиндрах двигателя. Главная опасность детонации заключается в повышении передачи теплоты от сгоревших газов к стенкам камеры сгорания и днищу поршня. Повышенная теплопередача приводит к местному перегреву двигателя, может вызвать отдельные разрушения камеры сгорания и днища поршня. Первоначально они выражаются в появлении на поверхности металла небольших щербинок. Часто при этом происходит разрушение кромок прокладки между цилиндром и головкой, завершающееся ее прогоранием. Характерно, что такие разрушения появляются во вполне определенных для данного двигателя местах. Следует отметить, что еще до появления каких-либо видимых разрушений работа двигателя с детонацией приводит к повышенному износу основных деталей. В некоторых случаях долговечность двигателя снижается в 1,5-3 раза. Перегрев двигателя от детонации способствует нарушению его теплового режима и ведет к перерасходу топлива. [c.160]

Скорость образования рабочей смеси и ее сгорание зависят также от вихревого движения воздуха в камере сгорания. Увеличение вихревого движения улучшает теплопередачу от горячего воздуха к топливу. Это ускоряет процесс испарения и химической подготовки топлива к воспламенению и сгоранию. С другой стороны, сильное вихревое движение повышает теплоотдачу воздуха стенкам камеры сгорания и охлаждающей [c.42]

Отложения нагара обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и препятствуют теплопередаче от горячих газов к охлаждающей жидкости. Вследствие высокой теплоемкости они поглощают тепло, образующееся при сгорании топлива, и отдают его вновь поступающим порциям смеси, нагревая их до высоких температур. В результате температура в камере сгорания повышается, коэффициент наполнения снижается и, как следствие, снижаются мощностные и экономические показатели двигателя. Кроме того, при повышении температуры быстрее протекают реакции, предшествующие детонации. Поэтому при отложении нагара в камерах сгорания требования двигателя к детонационной стойкости бензинов возрастают. Рост требований к октановому числу бензинов обусловлен не только повышением температуры в камерах сгорания, но и увеличением степени сжатия, так как нагар занимает часть их объема. [c.44]

Увеличить эффективность конвективного теплообмена можно двумя способами. Один из этих способов — увеличение массовой скорости продуктов сгорания до величины, при которой достигается достаточно большой коэффициент теплопередачи. Однако обычно этот метод оказывается нецелесообразным вследствие вызываемой им большой потери тяги дымовых газов при прохождении через конвекционную секцию и возникающей необходимости создания повышенного давления в камере сгорания. [c.59]

В предыдущем разделе приведен метод расчета температуры адиабатического горения и состава продуктов в камере сгорания. Рассмотрим теперь более детально процесс расширения продуктов сгорания в сопле. Для того чтобы выявить важные особенности протекания химических реакций, пренебрежем диссипативными потерями, связанными с трением и теплопередачей, и будем считать, что на входе в сопло газы имеют нулевую скорость, а их температура и состав найдены по описанной выше процедуре. [c.20]

На некотором осевом расстоянии от смесительной головки оба компонента топлива уже полностью распылены и хорошо перемешаны, так что коэффициент соотношения компонентов становится постоянным по всему поперечному сечению камеры сгорания выравнивается и состав газовой фазы. Так как объем жидких компонентов в камере сгорания составляет лишь малую толику объема горячих газов (порядка 1%), вероятность соударения капель и их взаимодействия в факелах распыла пренебрежимо мала. Таким образом, в зоне смешения капли обоих компонентов ускоряются потоком окружающего их горячего газа. Теплопередача от горячего газа к жидким каплям вызывает испарение последних. Образующиеся пары перемешиваются и реагируют с окружающим газом с образованием до- [c.143]

Наличие пограничного слоя у стенок камеры сгорания в модели процесса горения не учитывается. Для расчета влияния смесительной головки на стенку камеры сгорания необходимо провести отдельный анализ пристеночного слоя с тем, чтобы определить коэффициенты теплопередачи. Различие расчетов процессов горения и теплопередачи в стенку наиболее удобно для камер сгорания с абляционным охлаждением, поскольку [c.152]

Главной целью первоначального использования описанной модели являлся расчет трехмерного двухфазного потока в камере сгорания с последующим анализом сложного процесса теплообмена в этой зоне. Параметры течения около стенки, которые важны для определения местной теплопередачи, вклю- [c.162]

В схеме, приведенной на рис. 84, исключается разбавление продуктов сгорания топлива после камеры сгорания газотурбинной установки воздухом (необходимость в разбавлении в обычных схемах определяется термической стойкостью металла лопаток газовой турбины) и не требуется камера конвекции трубчатой печи, поверхность которой часто составляет 50% общей поверхности печи и характеризуется значительно меньшим коэффициентом теплопередачи. Недостатки данной схемы-трудность сбалансированного производства непосредственно технологического тепла , пара и электроэнергии (балансовые расчеты показали, что при заданной нагрузке по непосредственно технологическому теплу возникает необходимость в выдаче электроэнергии на сторону) [c.127]

Yo, Ср — соответственно плотность, скорость и теплоемкость газов в начальном сечении 1 — Q — степень выгорания топлива R — гидравлический радиус камеры сгорания а — коэффициент теплопередачи Q — результирующее тепловыделение при сгорании 1 кг топлива Qh — потенциальное тепло (низшая теплота сгорания) рабочего топлива — затраты тепла на подготовку горючей смеси от температуры входа до температуры воспламенения, причем [c.72]

Пусковые жидкости. Сократить продолжительность холодного пуска двигателей позволяют специальные пусковые смеси, которые впрыскиваются в топливоподающую линию при помощи специальных средств или из аэрозольных баллонов. При пуске холодного дизельного двигателя основная проблема заключается не в низкой испаряемости топлива, а в том, что при сжатии горючей смеси в камере сгорания развивается недостаточно высокая температура. Это обусловлено подачей холодного воздуха и высокой теплопередачей холодным стенкам цилиндра. Поэтому основой пусковых составов для дизелей служат легковоспламеняющиеся жидкости и промоторы воспламенения, например серный эфир, имеет низкую температуру самовоспламенения (180-200 °С при атмосферном давлении и 190-220 °С в камере сгорания). Для смягчения условий работы двигателя в пусковую жидкость добавляют промоторы воспламенения и легкие углеводородные фракции. Снижение степени пусковых из-носов обеспечивают добавкой небольшого количества низкозастывающего масла с хорошими противоизносными свойствами (табл. 4.47). [c.373]

Современные крекинг-печи широко применяют нагрев радиацией от пламени топок. Большая поверхность радиантных труб легко поглощает тепло радиации и регулирует температуру в камере сгорания, так же как и теплопередачу к радиантным трубам. Другие способы регулирования температуры печи, как большой [c.245]

Теплопередача в камере сгорания. ................. 245 [c.188]

Применение упрощенных уравнений к теплопередаче в камере сгорания. . . 246 [c.188]

Теплопередача в камере сгорания [c.245]

ТЕПЛОПЕРЕДАЧА В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ [c.245]

Одной из наиболее сложных задач при расчетах теплопередачи данного вида является определение характеристик камеры сгорания печей, где тепло передается одновременно всеми описанными выше способами или большинством из них. Такую задачу изучают двумя методами теоретическим — рассмотрением влияния отдельных факторов и эмпирическим —- анализом характеристик топки с целью установить влияние наиболее [c.245]

ПРИМЕНЕНИЕ УПРОЩЕННЫХ УРАВНЕНИЙ К ТЕПЛОПЕРЕДАЧЕ В КАМЕРЕ СГОРАНИЯ [c.246]

Кроме отложений кокса на стенках камер сгорания и форсунках возможно образование нагара. Количество образующегося нагара особенно велико при использовании топлив, содержащих ароматические углеводороды. В состав отложений, помимо органической части, входят зольные элементы, содержащие такие металлы, как железо, ванадий, натрий и др. Образование нагара, кокса и зольных отложений, содержащих оксиды, сульфаты и сульфиты металлов, ухудшает условия теплопередачи, изменяет проходное сечение каналов, повышает сопротивление движению газовых потоков и снижает мощность газовой турбины. [c.194]

Теплоизоляционные свойства. Вследствие своего сравнительно пористого характера отложения в камере сгорания должны обладать хорошими теплоизоляционными свойствами, тем самым препятствуя теплопередаче от горячих газов сгорания к охлаждающей жидкости. Разработан метод определения теплопроводности отложений, образующихся на дне поршня. Этот метод был применен для исследования отложений, накопившихся за 130 час. работы [c.394]

Термическое влияние нагара. Склонность трпливо-воздуш-ной смеси к детонации увеличивается с повышением температуры. Отложения нагара обладают хорошими теплоизоляционными свойствами и препятствуют теплопередаче от горячих газов к охлаждающей жидкости. Кроме того, экспериментально установлено, что отложения имеют большую теплоемкость и, поглощая тепло при сгорании топлива, отдают его вновь поступающим порциям смеси, нагревая их до высоких температур. Такое совместное действие, как передача тепла свежим порциям смеси и уменьшение отвода тепла от продуктов сгорания, приводит к общему повышению температуры в камере сгорания и способствует протеканию реакций, предшествующих детонации. [c.266]

С целью снижения температуры дымовых газов над перевальной стеной в радпантно-конвекционных печах старой конструкции, особенно печах термического крекинга, применяют рециркуляцию дымовых газов. Более холодные дымовые газы из борова печи возвращают в камеру сгорания, что приводит к перераспределению тепла между камерами. В камере конвекции снижается тепловая напряженность верхних труб, но ввиду увеличения объема дымовых газов скорость их увеличивается, при этом улучшается теплопередача по всей камере конвекции. Коэффициент рециркуляции в трубчатых печах колеблется в пределах 1—3. [c.90]

Так, например, расход воздуха на входе в турбокомпрессор-ное отделение в зависимости от условий работы системы может колебаться в пределах от 70 до 115% от своего номинального значения. Изменения качества сырья и неравномерность его подачи в камеру сгорания приводят к возникновению неопределенности в расходе серы на входе в печное отделение. В свою очередь, этот факт совместно с колебаниями в режиме работы самой печи сжигания серы вызывает неопределенность концентрации диоксида серы на входе в контактно-абсорбционное отделение в пределах 1—1,5%. В реакционной смеси, подаваемой на слои контактной массы, неизбежно содержатся примеси веществ, отравляющих катализатор и снижающих его активность. Состав этих примесей и их количество постоянно меняются в процессе функционирования системы. В силу этих причин активность катализатора также не может быть представлена детерминированной величиной и должна рассматриваться в качестве неопределенного параметра. В ходе эксплуатации системы на теплопередающей поверхности аппаратов образуется слой загрязнений, что приводит к необходимости учета неопределенности по коэффициентам теп.попере-дачп. Дополнительную неопределенность в значении коэффициентов теплопередачи вносит неточность его расчета по соответствующим уравнениям математической модели (см. табл. 6.1). [c.273]

Системы воздушного охлаждения широко применяются на быстроходных двигателях небольшой мощности и различного рода поршневых компрессорах. В целях интенсификации процесса теплопередачи в системах воздушного охлаждения внешние поверхности цилиндров и их головки оребряются. Последнее при относительно невысоких значениях коэффициентов теплоотдачи в воздух позволяет интенсифицировать процесс теплообмена и увеличить съем теплоты с единицы теплоотдающей поверхности (камер сгорания, камер сжатия). [c.171]

Влияние загрязнения поверхностей из профильных листов на теплообмен и сопротивление при работе на жидком топливе рассматривалось в работах [20, 21 ]. Кроме того, на заводе Экономайзер были проведены опыты по определению коэффициентов теплопередачи опытного воздухоподогревателя при сжигании в камере сгорания легкого турбинного топлива. Опыты [20] выполнены на теплообменнике с поверхностью теплообмена 12 м при сжигании легкого турбинного топлива ДЛ и ДЗ с коэффициентом общего избытка воздуха 1,1 — 1,2 и к. п. д. камеры сгорания примерно 90%. Продукты сгорания температурой 300—350° С подавались в волнистые каналы, воздух температурой 10—30 С подавался в двууголь- [c.76]

В опытах завода Экономайзер определялись коэффициенты теплопередачи при работе камеры сгорания на длительном режиме неполного сгорания топлива. Продукты сгорания легкого турбинного топлива подавались в двуугольные, а воздух в волнистые каналы. В начале опыта при чистой поверхности теплообмена коэффициент теплоотдачи составлял 61 ккалЦм -ч-град). После 15 ч работы коэффициент теплопередачи уменьшился до55ккал/(лг - <-град) дальнейшее увеличение продолжительности работы до 40 ч не привело к заметному ухудшению теплопередачи. Осмотр теплообменника показал, что его поверхности покрыты слоем рыхлых сажистых отложений толщиной < 0,5 мм, которые легко удаляются струей сжатого воздуха. [c.77]

При работе двигателя поршень и комплект поршпевых колец должны предотвращать выход газов сгорания из камеры сгорания. Так как головка поршня подвергается непосредственному воздействию горячих газов, температура которых от 550 до 1650, то это тепло должно отводиться путем теплопередачи через кольца и юбку поршня, а затем через стенки цилиндра и рубашку охлаждения. Прорыв раскаленных газов из камеры сгорания резко повышает температуру поршня и служит главной причиной обугливания масляной пленки па поршневых кольцах и в канавках поршней, а это в свою очередь ведет к заеданию колец и образованию нагаров п углистых отложений ниже головки и на юбке поршня. Приведем перечень часто встречающихся повреждений поршней и колец и причины, вызывающие их. [c.448]

При рассмотрении факторов, оказывающих влияние на задержку при самовоспламенении, нельзя игнорировать также гидродинамическое состояние смеси. Однако действие этого фактора следует рассматривать совместно с условиями горения в камере сгорания. Так, известно, что в дизельном двигателе при движении воздуха или газовой смеси задержка воспламенения уменьшается. Это объясняют тем, что одновременно с интенсификаи.ией теплопередачи от воздуха к распыленному топливу происходит также усиление химического действия. Однако такое объяснение сомнительно. Ниже, в разд. 5.4, где рассматривается самовоспламенение предварительно перемешанных газов, будет показано, что перемежающиеся вихри и пульсации течения оказывают негативное действие на развитие и ускорение газофазных химических реакций и, следовательно, затрудняют воспламенение. Это объясняется не только усилением теплоотдачи к стенкам реакционного сосуда, но также тем, что вихри и пульсации препятствуют локальному накоплению тепла и активных молекул, выделяемых в ходе химической реакции. Исходя из этого, можно ох<идать, что для распыленного топлива, ио крайней мере в тех случаях, когда задержка воспламенения [c.88]

Два наиболее простых варианта систем стабилизации струей осуществляют, создавая радиальный стабилизирующий поток, направленный внутрь или наружу камеры сгорания. Последняя система, требующая кольцевой камеры сгорания, рассматривалась Шефердом [4], который изучал на ней преимущественно стабилизацию горения. Данное исследование, начатое параллельно с исследованием Шеферда, осуществлялось по первой системе и было предпринято с целью установления связи между некоторыми характеристиками вихревой зоны и стабилизацией пламени. Характеристический размер вихревой зоны определялся на основании экспериментальных измерений аксиального профиля скоростей по диаметру ниже от стабилизирующей струи при отсутствии горения. Сполдинг и Тол [5] показали, что экспериментальные данные по стабилизации пламени телами плохообтекаемой формы можно описать посредством двух чисел Пекле. В один из этих критериев входит срывная скорость потока, определяющая по существу максимально допустимую скорость переноса вещества в вихревую зону, а во второй критерий— скорость пламени, выражающая максимальную скорость реакции в смеси данного состава. Теплопередача посредством теплопроводности из периферийной области вихревой зоны также входит в эти безразмерные критерии. Следовательно, используя эти представления и вводя размерные характеристики зоны рециркуляции, к получаемым здесь данным по скоростям массо- и теплообмена можно применить соотношение типа соотношения Сполдинга и Тола. [c.357]

Пример. Природный газ сжигается в камере сгорания с целью получения пара. Задняя стенка камеры и пол экранированы трубами, по которым протекает вода. Газ проходит через батарею труб, расположенную под полом, и распространяется по поверхностн верхней части камеры сгорания. Камера имеет следующие размеры длина 4,88 л, ширина 4,88 л. высота 6.10-и. Газ сжигается в количестве 3680 при 15%-ном избытке воздуха. Теплотворная способность газа 9520 ккал/м Холодные поверхности камеры имеют температуру 177° С. Какова скорость теплопередачи к стенкам камеры (охлаждаемым водой), полу и трубам Конвективный теплообмен при прохождении газа через трубный пучок учитывать не надо. Какой Процент по отношению к теп.юсодержанию топлива составляет переданное трубам тепло [c.247]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология