Сгорание топлива в воздушно-реактивных двигателях (ВРД)

По этим же принципам сжигается распыленное жидкое топливо и в топках паровых котлов (в горелках для воспламенения используется обратный ток газов). Жидкое топливо в основном выгорает в зоне воспламенения и обратного тока (при высоких тепловых напряжениях) например, при сжигании мазутов в топках паровых котлов тепловое напряжение доходит до (0,7 1,8) 10 ккал м ч). Вследствие этого достаточно трудно построить схему расчета выгорания жидкого топлива в факеле. Имеются, правда, топочные устройства и с более простой прямоточной аэродинамикой (например, камеры сгорания прямоточных воздушно-реактивных двигателей). Однако и для этих случаев расчет сгорания сложен, так как топливо быстро сгорает за стабилизатором горения. [c.254]

Полнота сгорания является важной характеристикой химических топлив, так как от нее зависит эффективность действия тех или иных устройств, принцип действия которых основан на использовании выделяющегося при горении тепла. Например, снижение полноты сгорания топлива для воздушно-реактивного двигателя на 5, 10 и 15% уменьшает дальность полета соответственно на 5, 11 и 18% [25, с. 149]. В нормальных условиях работы двигателей полнота сгорания достигает 94—98%, но в неблагоприятных условиях [c.69]

Реактивное топливо. Реактивное топливо применяется для воздушно-реактивных двигателей, простейшая схема которых изображена на рис. 14. При движении самолета воздух поступает в входную часть двигателя — диффузор i, сжимается в пем и затем поступает в камеру сгорания 2, в которую впрыскивается топливо. Образующиеся газы сгорания выбрасываются наружу через сопло 3, в результате чего двигателю сообщается поступательное движение. [c.42]

Отличительная особенность работы воздушно-реактивных двигателей состоит в том, что в камере сгорания почти одновременно протекают испарение топлива, смешение его паров с воздухом и горение образовавшейся топливо-воздушной смеси. Процесс сгорания топлива в реактивном двигателе в основном определяется полнотой испарения топлива и совершенством смешения паров топлива с воздухом. Поэтому испарение топлива и смешение его паров с воздухом, т. е. подготовка топливо-воздушной смеси, играют весьма суш,ественную роль в работе двигателя. [c.249]

В настояшее время проводятся исследования по изысканию веществ, облегчающих воспламенение топлива воздушно-реактивных двигателей. В некоторых случаях рекомендуется впрыскивать в камеру сгорания самовоспламеняющиеся вещества в [c.57]

Фракционный состав моторных топлив имеет очень важное эксплуатационное значение, так как характеризует их испаряемость в двигателях и давление паров при различных температурах и давлениях. Топливо для двигателей с зажиганием от искры должно иметь такую испаряемость, которая обеспечивала бы легкий запуск двигателя при низких температурах, быстрый прогрев двигателя, его хорошую приемистость к переменам режима и равномерное распределение топлива по цилиндрам. Кроме того, при плохой испаряемости топлива оно будет разжижать смазочное масло, что крайне нежелательно. Топливо для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) должно быть утяжеленного фракционного состава, порядка 150—280° С, для обеспечения надежной работы системы топливо-подачи на больших высотах без образования паровых пробок. Вместе с тем должна быть обеспечена и хорошая испаряемость в камере сгорания и полнота сгорания топлива. [c.80]

Полнота сгорания в воздушно-реактивных двигателях зависит от химического и фракционного состава топлива. При этом нужно помнить, что при хорошей организации процесса горения полнота сгорания может достигать 95—98% и в этом случае влияния состава топлива будет незаметно, так как все топлива будут сгорать с выделением одинакового количества тепла. [c.148]

В воздушно-реактивном двигателе часть топлива сгорает в результате самовоспламенения, так как вследствие турбулентности отдельные объемы холодной горючей смеси попадают в факел пламени и нагреваются до температуры, превышающей температуру самовоспламенения смеси. Чем большая доля топлива сгорает вследствие самовоспламенения смеси, тем выше скорость сгорания смеси в двигателе. Следовательно, для увеличения скорости сгора- [c.81]

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]

Влияние условий горения и природы исходных соединений на полноту сгорания жидких углеводородных топлив для воздушно-реактивных двигателей изложено в работах [25, 95]. Для полного сгорания топлива необходимо, чтобы давление воздуха на входе в, камеру сгорания двигателя было более 0,15 МПа. При уменьшении давления ниже этого значения наблюдается снижение полноты сгорания. Это объясняется тем, что с уменьшением давления снижается скорость химических реакций окисления, уменьшается турбулентность потока, что понижает скорость сгорания. Кроме того, с уменьшением давления воздуха ухудшается качество распыления и распределения топлива в камере сгорания. [c.70]

Рабочий процесс в воздушно-реактивных двигателях происходит непрерывно в потоке воздуха и газа. При установившемся режиме процессы испарения топлива, смесеобразования и горения топливовоздушной смеси происходят одновременно, испарение и смесеобразование не заканчиваются к моменту поджигания смеси факелом пламени и практически продолжаются в зоне горения. Фронт пламени в камере сгорания должен быть устойчивым на всех режимах работы двигателя. Затухание и срыв пламени могут произойти при чрезмерном обеднении или обогащении рабочей смеси, или же когда скорость газового потока превышает скорость распространения фронта пламени. [c.16]

В современном воздушно-реактивном двигателе топливо из баков подкачивающим насосом через систему фильтров подается к топливному насосу — регулятору высокого давления и далее распыливается форсунками в камерах сгорания. Подкачивающий насос, как правило, центробежного типа, подает топливо в основной насос-регулятор под небольшим давлением— 0,02—0,03 МПа. При подаче из бака в насос-регулятор топливо фильтруется обычно через сетчатый дисковый фильтр. Топливный насос-регулятор при высоком давлении (0,8— 1,0 МПа) подает топливо в коллектор и далее в двухканальные рабочие форсунки. [c.163]

Для больших сверхзвуковых скоростей полета применяют прямоточные воздушно-реактивные двигатели и их комбинации с компрессорными воздушно-реактивными двигателями. В прямоточных двигателях воздух при торможении сжимается и затем под давлением поступает в камеры сгорания (рис. 6). В камеры сгорания через форсунки подается топливо, которое распыливается, испаряется, смешивается с воздухом, воспламеняется и сгорает. Продукты сгорания вытекают из сопла, создавая реактивную тягу. Перед поступлением в камеры сгорания воздух необходимо сжать в 2—3 раза, что осуществимо только нри значительной сверхзвуковой скорости полета (3—4 Л/). Таким образом, прямоточные двигатели предназначены только для больших сверхзвуковых скоростей. [c.17]

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]

Следует отметить, что лучшая испаряемость топлив как для поршневых, так и для воздушно-реактивных двигателей может быть полезной только при учете условий применения и других эксплуатационных свойств топлив. Например, падо учитывать, что топлива облегченного фракционного состава склонны к образованию паровоздушных пробок, испаряются при хранении, транспортировке Л применении и имеют более низкую объемную теплоту сгорания. [c.122]

Воздушно-реактивные двигатели относятся к машинам с непрерывно протекающим рабочим процессом. Топливо подается в камеру сгорания непрерывно, и процесс горения протекает постоянно. Постороннее зажигание необходимо только в начальный момент пуска двигателя. [c.163]

Испаряемость — одна из важнейших характеристик реактивных топлив. Это свойство обусловливает пуск воздушно-реактивного двигателя, полноту и стабильность сгорания, надежную работу истемы питания и малые потери топлива от испарения. [c.164]

Каждое из перечисленных топлив имеет свои достоинства и недостатки, определяющие особенности и области их применения. Как и в других двигателях внутреннего сгорания основному процессу — сгоранию топлива в воздушно-реактивном двигателе предшествует его испарение и перемешивание образовавшихся паров с воздухом. Топливо сгорает на сравнительно небольшом отрезке пути газового потока, и поэтому скорость его испарения должна быть высокой. Рассмотрим более подробно условия испарения и сгорания топлив в воздушно-реактивных двигателях. [c.164]

Воспламенение и сгорание топлива в воздушно-реактивных двигателях происходит непрерывно в потоке быстродвижущегося воздуха. Зажигание от постороннего источника — электрической искры — необходимо только для пуска двигателя. Остальное время топливо загорается либо за счет горящего факела, либо за счет самовоспламенения. Преобладание того или иного вида воспламенения зависит от организации всего процесса сгорания топлива в камере сгорания данной конструкции. [c.167]

Важнейшим показателем качества сгорания топливо-воз-душной смеси в воздушно-реактивном двигателе является стабильность процесса горения, отсутствие срывов пламени. Дело в том, что скорость газовоздушного потока в двигателе достигает 60—100 м/с, а скорость распространения пламени в условиях камеры сгорания — только 40 м/с. Естественно, скорость распространения фронта пламени должна быть выше или, по крайней мере, равна скорости движения потока газов в каме- [c.167]

Неблагоприятные условия для сгорания топлива в воздушно-реактивном двигателе создаются при изменении высоты полета самолета. На больших высотах понижаются температура и давление воздуха, уменьшается его плотность, резко падает масса воздуха, поступающего в двигатель. Для поддержания состава смеси снижается расход топлива, ухудшается тонкость распыливания и стабильность факела. При резком изменении подачи воздуха или топлива состав смеси может выйти за предельные значения и при обеднении или обогащении возможен срыв пламени. [c.168]

СГОРАНИЕ ТОПЛИВА В ВОЗДУШНО-РЕАКТИВНЫХ ДВИГАТЕЛЯХ [c.125]

Для достижения в воздушно-реактивном двигателе высокого коэффициента полезного действия необходимо применять топливо возможно более высокой теплотой сгорания, что даст возможность увеличить объем газов и, следовательно, скорость их истечения. [c.151]

Следовательно, применение в воздушно-реактивных двигателях топлива с повышенной теплотой сгорания приведет не только к преимуществам, указанным для поршневых двигателей, но и к увеличению мощности двигателя, скорости и дальности полета самолета или к уменьшению удельного расхода топлива. [c.151]

Для ракетного двигателя значение топлива с высокой теплотой горания еще более возрастает. Высота взлета ракетного двигателя увеличивается во столько раз, во сколько раз возрастает теплота сгорания топлива. Применение для ракетных двигателей топлива с более высокой теплотой сгорания приведет не только к преимуществам, указанным для воздушно-реактивных двигателей, но и к увеличению высоты взлета ракеты. [c.151]

Исследуя различные индивидуальные углеводороды и товарные топлива в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя, [c.158]

Работа воздушно-реактивных двигателей, как бескомпрессорных, так и компрессорных, основывается на создании внутри двигателя мощного газовоздушного потока, способного вращать с высокими скоростями агрегаты двигателя и создавать на выходе из него значительную реактивную тягу, обеспечивающую полет современных самолетов с высокими скоростями. Газовоздушный поток в ВРД образуется в камерах сгорания, в которых происходит горение топлива в потоке воздуха (см. гл. VI). В бескомпрессорных двигателях воздух подается в камеры сгорания скоростным напором, в компрессорных — мощным воздушным компрессором центробежного или аксиального типа. [c.478]

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]

Снижение температуры. Во время испарения топлива во всасывающей системе или в камере сгорания поршневого или воздушно-реактивного двигателя тепло, необходимое для испарения топлива, отнимается от воздуха, в к-ром происходит испарение, и от самого испаряющегося топлива. Вследствие этого т-ра Р. с. и воздуха понижается. Снижение т-ры смеси зависит от состава смеси, полноты испарения и скрытой теплоты испарения применяемого топлива. [c.496]

В воздушно-реактивных двигателях процесс испарения и сгорания совершается менее чем за 0,01 сек. и, поскольку испарение углеводородных топлив происходит при т-рах ниже 370° крекинг жидкого топлива практически не наблюдается. [c.549]

Топлива для воздушно-реактивных двигателей (ВРД) представляют собой кервснновые фракции или смесь керосиновых и бензиновых фракций нефтей. Важнейшими характеристиками топлив для ВРД являются теплота сгорания в плотность, определяющие возможн5 ю дальность полета самолета при заданном объеме топливных баков. [c.90]

Для реактивных и ракетных двигателей, в которых сила тяги создается только за счет сил реакции газов, вытекающих из сопла, теплота сгорания топлива играет большую роль. Сила тяги воздушно-реактивного двигателя представляет равнодействующую сил воздушного и газового потоков, оказывающую влияние на элементы проточной части и наружной поверхности двигателя. Она прямо пропорциональна количеству воздуха, проходящего через реактивный двигатель, и скорости истечения газов через его сопло. Весовой расход топлива составляет 1,5—2% от весо- [c.76]

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]

Среди сложных физико-химических процессов, протекающих в камерах сгорания воздушно-реактивных двигателей, процессу горения принадлежит определяющая роль. От того, как быстро и полно происходит горение топлива, зависят устойчивость и надежность работы двигателя, а также его тяга и экономичность. Изучение основных закономерностей развития процессов воспламенения и сгорания реактивных топлив имеет значение не только для совершенствования рабочего процесса двигателя, но и Для организации их хранения и транспортирования. Знание огне-и взрывоопасных характеристик реактивных топлив позволяет исключить возможность возникновения пожаров и взрывов при обращении с ними. [c.202]

От химического состава топлива зг висят также эффективность и полнота сгорания топлива для воздушно-реактивных двигателей. При сгорании аренов, в особенности бициклических (нафталиновых) углеводородов, образуются сажа и нагар, которые откладываются на стенках жаровых труб кам(ф сгорания и распылителей форсунок. Нагарообразование нарушает аэродинамику потока газов в камере сгорания, изменяет форму распыления струи топлива и форму факела. В конечном итоге происходит коробление и прогар стенок жаровых труб. Кроме того, при использовании ароматизированного топлива в газах сгорания появляются раскаленные частички углерода, увеличивается интенсивность излучения пламени, вследствие чего перегреваются стенки камеры сгорания. Нагарообразование растет также при повышении температуры конца кипения и плотности топлива, при у1,еличенном содержании сернистых соединений и смол. [c.343]

По этим показателям особенно высокие требования предъявляют к топливам для воздушно-реактивных двигателей. Отложения на форсунках забивают отверстия, ухудшают качество распыления, искривляют факел вплоть до срыва пламени. Нагар, образующийся в камерах сгорания, сиособствует местным перегревам, короблению, а иногда и прогару стенок. Кусочки нагара, ссыпающиеся со стенок камер сгорания, вызывают эрозионный износ лопаток турбины. Для снижения образования отложений и нагара в топливах для воздушно-реактивных двигателей ограничивают содержание ароматических углеводородов (не более 20—22%), фактических смол (не более 5—6 мг/100 мл), серы (не более 0,1 — 0,25%), меркаптановой серы (не более 0,005%). Для этой же цели определяют высоту некоитящего пламени, люминометрическое число, коксуемость, зольность и йодное число. [c.16]

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]

Для сверхзвуковых самолетов, имеющих ограничения для размещения топливных баков, объемная теплота сгорания имеет большое значение при оценке возможностей дальнего полета . Как было отмечено выше, по величине объемной теплоты сгора-ниц современные топлива и углеводороды, входящие в их состав , имеют значительные отличия. Так, объемная теплота сгорания нафтеновых углеводородов в среднем ца 400 ккал/л выше, а ароматических на 800 ккал/л больше, чем парафиновых углеводородов [266]. Для некоторых бициклических ароматических углевощородов эта разница еще больше. Но использование ароматических углеводородов для повышения объемной теплоты сгорания реактивных топлив ограничено вследствие их высокой нагарообразующей опособности, низкой полноты сгорания и высокой температуры кристаллизации, особенно. в условиях -полета на больших (высотах. В качестве топлив для воздушных реактивных двигателей предпочтение отдается нафтеновым углеводородам, поскольку с повышением молекулярного веса их весовая теплота сгорания практически мало снижается, а объемная значительно возрастает, роме того нафтены имеют низ1кие температуры кристаллизации и высокую термическую стабильность. [c.105]

Влияние испаряемости топлива на процесс сгорания наиболее сильно проявляется в дизелях и воздушно-реактивных двигателях. Топлива облегченного фракционного состава способствуют усдлению жесткости работы дизелей, так как они имеют худшую воспламеняемость и, вследствие этого, боль- шой период задержки воспламене- /2 ния. В то же время процессы смешения и испарения для легких топлив протекают быстрее. Оба О указанных обстоятельства способствуют повышению скорости нара- [c.121]

Нормальное сгорание топлива в воздушно-реактивных двигателях характеризуется устойчивым факелом пламени, при этом сгорание происходит без пульсаций, срывов и затухания пламени. Срыв пламени может быть при очень высокой скорости движения газового потока в камере сгорания, а также при уменьшении тепловыделения в зоне горения из-за снижения температуры и давления или резкого обеднения или обогащения топливо-воздушпой смеси, поступаюш,ей в зону горения. [c.121]

Значение повышенной тенлотйг сгорания топлива для воздушно-реактивных двигателей будет еще более понятным, если напомнить, что потери тепла с выхлопными газами достигают 70—75% от тепла, выделяющегося при сгорании топлива, а на полезную работу пока используется лишь 14—17% тепла [14]. [c.151]

ВРД ПРЯМОТОЧНЫЙ - простейший воздушно-реактивный двигатель, в к-ром сжатие воздуха осуществляется только скоростным напором, а топливо подводится в камеру сгорания при постоянном давлении. Тепловая энергия в ПВРД преобразуется в полезную тяговую работу принципиально по той же схеме, что и в турбореактивном двигателе. При запуске двигателя тоиливо-воздушная смесь воспламеняется от авиац. свечи, установленной на нек-ром расстоянии за форсунками. В дальнейшем при установившейся работе двигателя она выключается, и смесь воспламеняется в результате соприкосновения с горячими газами. Т-ра газа на выходе из камеры сгорания может быть 2000° и более, а скорость 400—500 м1сек. [c.110]

В таблице 99 приводя ]Ся лю иномотрыческие числа индмвхщуальных углеводородов, а на рис. 48 — лк минометрическая характеристика углеводородов в зависимости от содержания в них водорода рис. 49 характеризует изменение темнературы стенкк камеры сгорания воздушно-реактивного двигателя в зависимости от содер/кания в топливе водорода. [c.189]

Рассмотрим влияние основных эксплуатационных факторов на иолноту и устойчивость сгорания топлива в воздушно-реактивных двигателях. [c.192]

В общем сложном комплексе физико-химических превращений топлива в воздушно-реактивных двигателях важное место занимают процессы испарения. Наряду с рапыливапием и распределением распыленного топлива процесс испарения является одним из важнейших элементарных процессов смесеобразования в двигателях. Воспламенение и сгорание топлив в воздушно-реактивных двигателях происходит в паровой фазе при определенном соотношении между топливом и воздухом, т. е. испарение предшествует воспламенению и сгоранию, и в значительной степени определяет характер этих процессов. [c.195]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология