Образование рабочей смеси и сгорание топлива в ЖРД

Рабочий процесс в ГТД. Как и в поршневом двигателе, в ГТД для повышения эффективности рабочего процесса воздух или топливо-воздушную смесь до начала горения необходимо подвергать сжатию. Однако если в поршневом двигателе в силу периодичности рабочего процесса все циклы образования рабочего тела, в том числе и сжатие, протекают в цилиндре, то в ГТД это оказывается неприемлемым. Поэтому ГТД кроме газовой турбины имеет компрессор, который давление забираемого из атмосферы воздуха повышает в 5, 10, 20 и более раз, и камеру сгорания, где воздух, поступающий от компрессора, нагревается за счет сгорания топлива. [c.160]

После воспламенения рабочей смеси от искры цепные реакции предпламенного окисления резко ускоряются в связи с повышением температуры и давления. Концентрация перекисей в рабочей смеси перед фронтом пламени возрастает, и появляется так называемое холодное пламя. Холодным пламенем называется своеобразное свечение реакционной смеси в результате возбуждения реагирующих молекул от тепла, выделяющегося при реакции окисления, и взрывного разложения накопившихся перекисей. В результате распространения холодного пламени в рабочей смеси продолжает возраст,ать количество перекисей, альдегидов, свободных радикалов. Такая активизация с.меси приводит к образованию вторичного холодного пламени. Температура повышается еще выше. В несгоревшей части смеси возрастает концентрация окиси углерода и различных активных частиц. В реакции окисления вовлекаются больше половины молекул не сгоревшей смеси. В результате последняя часть топливного заряда вместе с образовав-шейся окисью углерода мгновенно самовоспламеняются. Холодное пламя превращается в горячее, что и приводит к образованию детонационной волны и скачкообразному подъему давления. Следовательно, короче говоря, детонационное сгорание последней части топливного заряда происходит вследствие накопления до определенной предельной концентрации высокоактивных частиц, которые реагируют со скоростью взрыва, в результате вся несгоревшая часть горючей смеси мгновенно самовоспламеняется (теория Соколика). Очевидно, чем выше скорость образования перекисей в данной рабочей смеси, тем скорее возникает взрывное сгорание, тем раньше нормальное распространение фронта пламени перейдет в детонационное и последствия детонации скажутся сильнее. Отсюда следует, что основным фактором, от которого зависит возникновение и интенсивность детонации, является химический состав топлива, так как известно, что склонность к окисле нию у углеводородов различного строения при сравнимых условиях резко различна. Если в топливе преобладают углеводороды, не образующие в условиях предпламенного окисления значительного количества перекисей, то взрывного распада не произойдет, смесь не перенасытится активными частицами, и сгорание будет проходить с обычными скоростями, без детонации, [c.89]

В действительном процессе двигателя, работающего на жидком или газообразном топливе, рабочая смесь в цилиндре сжигается не мгновенно, а в течение определенного времени. При этом следует различать скорость сгорания и скорость распространения фронта пламени в цилиндре. Под скоростью сгорания подразумевают продолжительность протекания всего процесса сгорания от момента зажигания смеси до момента образования конечных продуктов сгорания, под скоростью распространения фронта пламени в цилиндре — быстроту его перемещения от места запала. Исследованиями установлено, что скорость распространения фронта пламени неодинакова для различных точек камеры сгоранпя и возрастает по мере его удаления от места запала. Вблизи стенки цилиндра сгорание происходит несколько медленнее. Это объясняется некоторым охлаждением газов, соприкасающихся со стенкой цилиндра, которая омывается охлаждающей водой. Большая скорость распространения пламени наблюдается в середине камеры сгорания и зависит от степени сжатия, коэффициента избытка воздуха, сорта применяемого топлива, противодавления [c.290]

Присутствие жидкой пленки во впускном трубопроводе препятствует распределению топлива по цилиндрам двигателя. В одни цилиндры жидкая пленка поступает в большом количестве, и тогда рабочая смесь в них оказывается переобогащенной, в другие — в меньшем, и рабочая смесь в них оказывается обедненной. То и другое приводит к плохому сгоранию смеси, уменьшению мощности и экономичности двигателя. Температура рабочей смеси в конце такта сжатия в двигателях без наддува составляет 670—770 К, а давление — 1—1,6 МПа. За 15—20° до верхней мертвой точки смесь поджигается от искры. В этом месте начинается первая фаза — период задержки воспламенения. Скорость и время развития первой фазы зависят от мощности источника зажигания, состава горючей смеси и нормальной скорости распространения фронта пламени. Фаза завершается образованием крупного очага горения. Давление в цилиндре двигателя в первой фазе повышается практически так же, как и при сжатии без горения. После первой фазы в точке 2 (см. рис. 5.8) начинается процесс горения, сопровождающийся плавным повышением давления. Скорость распространения фронта пламени составляет 20—30 м/с, а температура газов в цилиндре двигателя — 2770— 3100 К. Давление достигает максимума 4—5 МПа для автомобильных и 8—9 МПа для авиационных двигателей. Время сгорания (И фаза) составляет 0,002—0,01 с. При средней скорости сгорания 15—40 м/с скорость нарастания давления в современных форсированных двигателях составляет 0,2 — 0,3 МПа на градус поворота коленчатого вала. [c.212]

Причиной образования СО и СО в выщ скных газах является неполное сгорания топл ша, которое достаточно велико при богатой рабочей смеси, поступающей в цилиндр двигателя. Так как газовые двигатели обычно регулируются на обедненную рабочую смесь, то при работе на газовом моторном топливе содержание этю составляющих должно быть меньше, чем при работе на бензине. [c.28]

Молекула неогексаиа содержит только одну группу СНо, которая экранирована трудно окисляющимися метильными группами, чтс снижает вероятность окисления атомов водорода метиленовой группы. Поэтому, если в беизине имеется повышенное содержание н.-парафинов, котщентрация гидроперекисей в горючей смеси может быть значительной, и гидроперекиси могут подвергаться взрывному разложению еще до того, как искра будет введена в горючую смесь. После ввода искры и воспламенения топлива образование и разложе[П1е гидроперекисей может продолжаться перед фронтом пламени, поэтому горение топлива будет неравномерным и может завершиться мг юиенны.м воспламенением рабочей смеси (детонацией), Если скорость нормального бездетонаиионного сгорания 20— 30 м сек, то скорость детонационного сгорания 1,5—2 км сек. Удар такой взрывной волны вызывает стук в двигателе и приводит к быстрому его износу. [c.55]