Топлива для газовых турбин и реактивных двигателей

Как следствие химических процессов превращения топлива при высоких температурах двигателя и контакта с кислородом воздуха скорости нарастания давления в цилиндре двигателя являются функцией характера сгорания. В начальный период скорость сгорания должна быть невысокой, но в основной период сгорание должно быть быстрым и полным, что соответствует пла вной работе двигателя с максимальной энергетической отдачей. Это обеспечивает одно из важнейших преимуществ поршневого двигателя внутреннего сгорания перед другими тепловыми Двигателями (паровые и газовые турбины, реактивный двигатель и т. д.) ввиду значительного роста давления в рабочем процессе при практически постоянном объеме камеры сгорания. [c.117]

В первоначальном периоде создания дизельных и реактивных двигателей и газовых турбин одно из основных положений состояло в том, что в качестве топлива в них можно использовать чуть ли не любую горючую жидкость. Впрочем, применение порошкообразного угля практически невозможно, а сама идея использования любого вида жидкого топлива осуществлена лишь частично, и то только в больших, тихоходных, обычно стационарных установках. Для нормальной же эксплуатации небольших, высокоскоростных дизельных двигателей требуется сугубо специальный вид топлива, как, впрочем, и для работающих па жидком топливе газовых турбин и для реактивных двигателей. [c.446]

Двигатели с непрерывным сгоранием топлива. Основной элемент таких двигателей - камера сгорания постоянного объема. В нее непрерывно подаются горючее и окислитель. Газовый поток продуктов сгорания за счет высокой температуры приобретает большую кинетическую энергию, которая преобразуется в так называемую реактивную силу тяги двигателя или энергию вращения ротора газовой турбины. Реактивная сила тяги, возникающая при истечении газов из сопла, не зависит от скорости движения реактивной уста- [c.121]

В камерах сгорания реактивных двигателей коррозия стенок камеры сгорания, сопла и деталей газовой турбины вызывается как сернистыми соединениями, так и некоторыми металлами, содержащимися в топливе в виде золы. [c.57]

ТОПЛИВА ДЛЯ ГАЗОВЫХ ТУРБИН И РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЕЙ [c.446]

Существуют и другие типы воздушно-реактивных двигателей. Общим для них является высокая теплонапряженность в камере сгорания, достигающая 100—150 млн. ккал/ч, высокий суммарный коэффициент избытка воздуха (а = 3,5—5,0, в самой камере а = = 1,4—1,5, остальное количество воздуха расходуется на разбавление продуктов сгорания перед входом в газовую турбину). При полетах летательных аппаратов со сверхзвуковой скоростью температура топлива в баке изменяется от —50° С (при скорости 1 М) до - -250° С (при скорости, равной 3 М) . [c.129]

Первыми ДВС были поршневые двигатели, главная особенность которых — периодичность процесса сгорания. И в настоящее время под термином двигатели внутреннего сгорания в первую очередь подразумевают поршневые двигатели. В последние 50 лет интенсивно развивается другая группа ДВС, куда входят реактивные двигатели и газовые турбины (рис. 1.1), сгорание топлива в которых происходит непрерывно. [c.8]

Здесь так же, как у дизельного ДВС, засасывается воздух и осевым компрессором 2 сжимается до 0,8 - 1,2 МПа. (Компрессор вращается с частотой 15000 - 30000 об/мин.) Сжатый и разогретый воздух поступает в камеры сгорания 5 из жаропрочной стали, расположенные вокруг вала 3 двигателя (6-8 шт.). По оси этих камер имеются форсунки б, в которые подается под большим давлением насосом 7 топливо оно, мелко распыляясь, горит в потоке сжатого воздуха (при этом обычно а > 1). Образовавшиеся продукты сгорания под большим давлением и с температурой 1000 - 1100 К выходят из камер через лопатки газовой турбины 4 и, расширяясь, вращают последнюю. Мощность этой газовой турбины рассчитывается такой, чтобы она была достаточной для вращения компрессора 2 и сжатия воздуха до заданного давления. После газовой турбины продукты сгорания имеют еще высокое давление расширяясь, они выходят с большой скоростью из сопла двигателя и создают за счет этого реактивную тягу, двигающую самолет. [c.176]

Для пуска реактивных двигателей, стартеров и насосных установок ракетных двигателей используют парогазогенераторы. В них сжигают специальное топливо с низкой температурой сгорания (500 С) образующаяся парогазовая смесь не вызывает коррозии и эрозии деталей газовых турбин. В состав такого топлива входит [c.253]

Требования, предъявляемые к топливам для газовых турбин, на первый взгляд весьма близки к рассмотренным выше для прямоточных реактивных двигателей наличие большой энергии, низкий молекулярный вес продуктов сгорания, хорошая воспламеняемость и эффективное стабильное горение. Существенно различаются требования только в отношении температуры сгорания, что обусловлено предельной рабочей температурой неохлаждаемой турбины. Сравнительно низкая температура (примерно в 3—4 раза ниже температуры в камере сгорания прямоточного ракетного двигателя) достигается значительным отклонением состава смеси от стехиометрического, или, другими словами, применением одного компонента в качестве разбавителя и охлаждающей среды. Поскольку рабочая температура в турбине определяется конструктивными факторами, низкий молекулярный вес продуктов сгорания практически утрачивает в этом случае свое значение. Теоретические соображения и опыт показывают, что низкий молекулярный вес продуктов сгорания обычно достигается при работе турбины на богатой смеси. [c.106]

Рассмотрим особенности устройства и рабочего процесса поршневых, реактивных и ракетных двигателей, условия применения и требования к качеству топлив. Топлива для газовых турбин и мазуты в книге не рассматриваются. [c.9]

G полнотой сгорания топлив тесно связана возможность образования нагара и появления смолистых, углистых и коксообразных отложений в двигателях. Особенно опасно образование отложений в воздушно-реактивных двигателях. При образовании нагара на стенках жаровых труб камер сгорания увеличиваются гидравлические сопротивления, ухудшается качество смесеобразования и снижается эффективность использования топлива. Нагар на стенках жаровых труб вызывает местный перегрев,, что может привести к короблению и растрескиванию труб. Частицы нагара, отрываясь от стенок жаровых труб, уносятся газовым потоком и оказывают разрушающее действие на лОпатки турбины. [c.120]

В воздушно-реактивных двигателях и в газовых турбинах, работающих на жидких нефтяных топливах, представляет некоторую опасность еще один вид коррозии выпускного тракта. Это — так называемая ванадиевая коррозия. Однако этот вид коррозии имеет место при использовании тяжелых остаточных топлив и будет рассмотрен в следующей главе. [c.183]

Современный турбокомпрессорный ВРД состоит из следующих узлов входного диффузора 1, аксиального компрессора 2, камер сгорания 3, газовой турбины 4, выходного диффузора 5, форсажной камеры 8 и реактивного сопла 9. Устройство современного форсированного ТРД, а также изменение характеристик газов по его длине представлены на рис. 191 [31]. Двигатель работает следующим образом. Воздух, пройдя входной диффузор, попадает в компрессор, где в результате сжатия давление его повышается в 3,5—4,5 раза. Воздух с повышенным давлением направляется в камеру сгорания, куда через форсунку впрыскивается топливо. В камере сгорания происходят образование топливно-воздушной смеси и ее горение, при этом температура газа поднимается до 1400—1550°. [c.479]

Все современные типы авиационных, автомобильных и стационарных двигателей внутреннего сгорания основаны на использовании хим. (потенциальной) энергии, заключенной в топливе. В поршневых двигателях внутреннего сгорания хим. энергии сжигаемого топлива преобразуется в работу вращения коленчатого вала двигателя. В турбореактивных двигателях хим. энергия сжигаемого топлива преобразуется в кинетич. энергия газов, часть к-рой расходуется на работу вращения газовой турбины, а затем газы, вытекая из сопла двигателя, создают реактивную силу (тягу). В прямоточных воздушно-реактивных двигателях хим. энергия сжигаемого топлива преобразуется в кинетич. энергию газов, к-рые, вытекая из сопла, создают реактивную силу (тягу). [c.160]

Работа воздушно-реактивных двигателей основывается на образовании газовоздушного потока. Энергия этого потока используется для создания реактивной тяги, а в компрессорных двигателях — и для работы газовой турбины компрессора. Газовоздушный ноток в воздушно-реактивных двигателях образуется в камерах сгорания, где происходит горение топлива в потоке воздуха. [c.191]

Из различных видов топлив, которые можно использовать для реактивных двигателей и, в частности, для газовой турбины в авиации, наибольшее значение имеет углеводородное топливо нефтяного происхождения, поскольку ресурсы его велики и оно дешево и доступно. [c.75]

Органическое топливо (газообразное, жидкое и твердое) широко используется в разных тепловых установках в топках паровых котлов-в промышленных печах, в камерах сгорания газовых турбин и воздушно-реактивных двигателей, в цилиндрах поршневых двигателей внутреннего сгорания и т. д. Сжигание топлива в таких установ- [c.45]

Способ преобразования тепловой энергии расширяющихся газов в полезную работу определяется типом двигателя. В поршневых двигателях газы действуют на поршень, и движение последнего в цилиндре передается на коленчатый вад двигателя, т. е. тепловая энергия топлива непосредственно преобразуется в механическую работу вращения коленчатого вала. В реактивных двигателях тепловая энергия топлива преобразуется в кинетическую энергию газов, вытекающих из сопла. В газовых турбинах струя газа, попадая на лопатки турбины, вызывает вращение ее вала. [c.15]

В воздушно-реактивных двигателях (ВРД) топливо сжигается в камере сгорания в струе сжатого воздуха. Продукты горения проходят через газовую турбину, приводящую в движение компрессор для сжатия воздуха и винт самолета (турбовинтовые двигатели у самолетов ИЛ-18, АН-10, АН-24, ТУ-114, ТУ-134) или только компрессор в последнем случае выходящая из сопла струя создает реактивную силу тяги (турбореактивные двигатели у ТУ-104, ТУ- 24, ТУ-154), В качестве топлива для ВРД применяют полученный перегонкой нефти керосиновый дистиллят с темп. кип. 150—250 °С (реактивное топливо ТС-1) или 150— 280°С (топливо Т-1) для сверхзвуковых самолетов, сильно нагревающихся в полете, используют более высококипящее топливо Т-б (темп. кип. 200—315 °С) из дистиллята дизельного топлива. [c.188]

Работа ТВД, схема устройства которого приведена на рис. 112 [4], основана на использовании для- привода винта избыточной мощности, которую создает газовая турбина. Поскольку компрессор поглощает подавляющее количество мощности и реактивная тяга вследствие этого очень мала,, то основная тяга такого двигателя создается винтом. Турбовинтовые двигатели на малых скоростях полета и особенно при взлете дают значительно большую тягу, чем ТРД. Применяются ТВД для скоростей полета до 600— 700 км/час. Расход топлива ТВД около 0,35—0,40 кг/л. с. ч. В качестве топлива для ТВД применяется то же топливо типа керосина, что и для ТРД. Пока еще не установлены специфические требования к топливу для ТВД. [c.318]

Значение нефти и газа для энергетики, транспорта, обороны страны, для разнообразных отраслей промышленности и для удовлетворения бытовых нужд населения в наш век исключительно велико. Нефть и газ играют решающую роль в развитии экономики любой страны. Природный газ — очень удобное для транспортировки по трубопроводам и сжигания, дешевое энергетическое и бытовое топливо. Из нефти вырабатываются все виды жидкого топлива бензины, керосины, реактивные и дизельные сорта горючего— для двигателей внутреннего сгорания, мазуты — для газовых турбин и котельных установок. Из более высококипящих фракций нефти вырабатывается огромный ассортимент смазочных и специальных масел и консистентных смазок. Из нефти вырабатываются также парафин, сажа для резиновой промышленности, нефтяной кокс, многочисленные марки битумов для дорожного строительства и многие другие товарные продукты. [c.11]

Продукты сгорания вместе с воздухом из зоны дожигания проходят через газовую турбину, отдавая ей часть своей кинетической энергии. Газовая турбина передает эту энергию воздушному компрессору. Затем отработанные горячие газы выбрасываются через сопло, чем и создается реактивная тяга, обеспечивающая высокие скорости полета. В современных форсированных ТРД газ после турбины попадает в форсажную камеру. В эту камеру впрыскивается дополнительное количество топлива. В результате сгорания этого добавочного количества в выходное сопло газ поступает с более высокой температурой и с большей скоростью. Это, конечно, увеличивает силу тяги. Сгорание испаренного в воздухе топлива происходит в результате распространения фронта пламени. Однако значительная часть топлива сгорает и за счет самовоспламенения, причем, чем больше эта часть, тем выш е будет эффективность, т. е. полнота и скорость сгорания. Поэтому топлива с низкой температурой самовоспламенения и малым периодом задержки самовоспламенения лучше обеспечивают процесс сгорания в реактивных двигателях, чем топлива с низкими цетановыми числами. [c.104]

Как бытовой продукт пероксид водорода продается в виде 3%-ного водного раствора и представляет незначительную опасность. Иначе дело обстоит с пероксидом водорода "высокой пробы", концентрация которого составляет 90% или более. Разложение Н2О2 высокой пробы ускоряется рядом веществ, что используется в качестве реактивного топлива или в газовой турбине для накачки топлива к главным двигателям. Второй пример - это азид свинца, который легко разлагается при трении или ударе [c.246]

П роцесс сгорания топлива в турбокомпрессорных воздушно-реактивных двигателях (ТКВРД) проис.чодит в газовоздушном потоке в камерах сгорания. Длительность испарения и горения топлива менее 0,01 с. Воздух в большом избытке (от 50 1 до 75 1) подается компрессором, который работает от газовой турбины. Скорость потока воздуха достигает 40—60 м/с. Часть воздуха подается в зону горения, а другая (ббльшая) часть расходуется для охлаждения продуктов сгорания примерно до 900°С перед лопатками газовой турбины. Топливо впрыскивается в сжатый воздух и поджигается электрической искрой. [c.89]

Газотуобинные двигатели ГГТ Д l по принципу работы почти аналогичны ТКВРД, в них отсутствует только реактивное сопло. В ГТД вся кинетическая энергия продуктов сгорания топлива преобразуется полностью во вращательное движение вала газовой турбины и соответственно либо в механическую, либо электрическую. [c.122]

Назначением каждого топливосжигающего устройства является превращение химической энергии топлива в тепловую энергию продук-юв сгорания и использование последней для передачи другим рабочим телам в парогенераторах с превращением в механическую энергию в газовых турбинах и для создания тяги в реактивных двигателях и т. д. В парогенераторах топливосжигающее устройство — камерная топка одновременно является теплообменным устройством, в котором до 507о всего выделяющегося тепла передается рабочему телу — пару и воде. [c.4]

Двигатели с непрерывным сгоранием топлива. Основной элемент двигателей с непрерывным сгоранием топлива — камера сгорания постоянного объема. В нее подаются горючее и окислитель. Газовый поток продуктов сгорания за счет высокой температуры и расширения приобретает большую кинетическую энергию, которая преобразуется в так называемую реактивную силу тяги двигателя или энергию врашения ротора газовой турбины. Возникновение реактивной силы хорошо иллюстрирует опыт из школьного курса физики — вращение сегнерова колеса вода, вытекая из колеса в одну сторону, заставляет вращаться колесо в противоположную сторону. [c.27]

Топливо для реактивных двигателей Jet fuel Нефтяной дистиллят, пригодный ддя использования в авиационных газовых турбинах [c.70]

В реактивном двигателе химическая энергия топлива в процессе сгорания превращается в тепловую, а последняя в кхшетическую энергию газов, выходящих из сопла двигателя. Высокая интенсивность процесса сгорания топлива должна обеспечить достаточную скорость истечения газов из сопла. Это достигается поддержанием в камере сгорания соответствующих температуры и давления к подбором наивыгоднейшего состава топлива. Воздух подается в камеру сгорания в необходимом количестве под соответствующим давлением с помощью турбокомпрессора, приводимого во вращение газовой турбиной. Отсюда и название современных воздушно-реактивных двигателей — турбокомпрессорные воздушно-реактивные двигатели (ТКВРД). [c.30]

В реактивном двигателе химическая энергия топлива в процессе сгорания превращается в тепловую, а тепловая — в кинетическую энергию газов, выходящих из сопла двигателя. Высокая интенсивность процесса сгорания топлива должна обеспечить достаточную скорость истечения газов из сопла. Воздух подается в камеру сгорания в необходимом количестве под соответствующим давлением турбокомпрессором, приводимым во вращение газовой турбиной. Отсюда и название современных воздушно-реактивных двигателей — турбокомпрессорные воздушно-реактивные двигатели (ТКВРД). [c.30]

Современный турбокомпрессорный ВРД состоит из следующих частей входного диффузора 1, оксиального компрессора 2, камер сгорания 3, газовой турбины 4, выходного диффузора 5, форсажной камеры 8 и реактивного сопла 9. Устройство современного ТРД, а также изменение характеристик газов по его длине показаны на рис. 111 [3]. Работа двигателя осуществляется следующим образом. Воздух, пройдя входной диффузор, попадает в компрессор, где в результате сжатия давление его повышается в 3,5—4,5 раза. Воздух с повышенным давлением направляется в камеру сгорания, куда через форсунку впрыскивается топливо. В камере сгорания происходят образование топливо-воздушной смеси и ее горение, при этом температура газа поднимается до 1400—1550°. Для снижения температуры газов во вторичную зону камеры сгорания подается дополнительное количество воздуха. Таким образом, из камеры сгорания газ с температурой 650—700° поступает в газовую турбину, приводя ее в движение. На вращение турбины и связанного с ней компрессора используется некоторая часть энергии газа, что вызывает частичное падение температуры и давления. Затем через диффузор газ попадает в форсажную [c.317]

Нефть и природный газ имеют исключительно важное значе-ние в развитии всего народного хозяйства. Из нефти вырабаты-I вается горючее для двигателей внутреннего сгорания бензины, керосины, дизельное топливо, реактивное-топливо топливо для I газовых турбин и котельных установок большой ассортимент I смазочных и специальных масел консистентные смазки парафин битумы разных марок для дорожного строительства, гидроизоля-1 ции и других целей синтетические жирные кислоты сажа для ре-I зиновой промышленности кокс для электродов и множество других промышленных и потребительских товаров. Природный газ весьма удобное и дешевое энергетическое и бытовое топливо. [c.9]

Заключительные замечания. В течение многих лет твердые топлива успешно применялись в стационарных установках, а в последние годы были применены в газовых турбинах. Г[реимущества твердых топлив, заключающиеся в их высокой плотности, большой теплотворности и высокой температуре пламени, а во многих J[yчaяx в доступности, низкой стоимости и легкости хранения, заставляют предполагать, что твердые топлива будут применяться для авиационных двигателей. В предшествующих параграфах изложены необходимые сиедения по вопросам горения твердых топлив, которые могут служить основой для изучения горения в авиационных камерах сгорания. Расширение знаний о горении твердых топлив в реактивных двигателях потребует решения практических июкенерных проблем, заключающихся в создании топливных систем, систем удаления шлака и в получении высокотемпературных материалов. Хотя значительное количество современных сведений относится к углеродным или содержащим углерод материалам, было показано, что твердые металлы также могут служить в качестве топлива. Одпако их применение связано с решением более трудных проблем, чем при сжигании угля. Поэтому следует критически оценить целесообразность решения этих задач, так как лишь простота разработанной конструкции позволит широко использовать твердые топлива в ракетной технике. [c.390]

При работе ДТРД воздух, поступающий в двигатель, во входном устройстве делится на два потока — внутренний и внешний. Внутренний поток воздуха используется для сжигания в нем топлива и получения реактивной силы за счет истечения из сопла внутреннего контура струи газов. Внешний ноток воздуха используется для сжигания топлива во втором — внешнем контуре, и так как газы не поступают на лопатки газовой турбины, то отпадает надобность снижать их температуру путем разбавления холодным воздухом (см. ниже). Это дает воздюжность повысить эффективность использования топлива. [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология