Неустойчивость горения высокочастотная

Высокочастотная неустойчивость горения в камерах сгорания ЖРД характеризуется регулярными колебаниями с частотой 1000 12 ООО гц. Амплитуда колебаний изменяется в пределах от десятых [c.138]

Очевидно, что высокочастотная неустойчивость горения зависит как от термодинамических, так и от гидродинамических условий в камере сгорания ЖРД. Гидродинамические условия определяют, в частности, число и объем очагов самовоспламенения. Увеличение их числа и объема приводит к росту амплитуды колебаний. Гидродинамические условия в свою очередь являются функцией геометрии камеры сгорания. Этим, по-видимому, объясняется влияние на возникновение и интенсивность высокочастотной неустойчивости длины камеры сгорания, формы и длины сужающейся части сопла [35—37]. Следует также ожидать роста высокочастотной неустойчивости с увеличением давления в камере сгорания, так как при этом расширяются [c.139]

Высокочастотная неустойчивость горения характеризуется регулярными колебаниями с частотой 1000—12 ООО гц. Амплитуда колебаний может изменяться в пределах от 1 до 100% величины нормального давления в камере сгорания. Установлено, что интенсивность высокочастотных колебаний возрастает с увеличением давления в камере сгорания [43, 44], причем возникновение высокочастотных колебаний связано с особенностями протекания рабочего процесса жидкостных ракетных двигателей. В. условиях высоких давлений и температур в камере сгорания при больших скоростях смешения горючего и окислителя возникают очаги самовоспламенения турбулентных объемов горючей смеси, в результате чего возникают ударные волны. [c.176]

Высокочастотная неустойчивость горения в ЖРД в отличие от низкочастотной, но-видимому, не связана-с системой питания двигателя. Вместе с этим оба нарушения нормального протекания горения могут быть тесно связаны между собой. Так, высокочастотная неустойчивость может служить первоначальной причиной возникновения низкочастотной неустойчивости, а последняя может усиливать высокочастотную неустойчивость. [c.140]

Периодические колебания горения классифицируются в соответствии с поддерживающими их элементами конструкции двигателя. Частоты в диапазоне 10—200 Гц (низкочастотная неустойчивость) возникают в результате взаимодействия процесса горения и системы подачи топлива. Высокочастотная неустойчивость (выше 1000 Гц, за исключением очень больших камер сгорания) ассоциируется с акустическими характеристик ками объема камеры. Промежуточные частоты обычно обусловлены гидравлическими и тепловыми явлениями в системе впрыска или механическими вибрациями двигателя. Сильные колебания (случайные или периодические) в камере сгорания обычно рассматриваются как нежелательные, поскольку они могут привести к возрастанию тепловых нагрузок на элементы двигателя и, таким образом, уменьшить его ресурс. По аналогии с классическими видами акустических колебаний в цилиндрическом объеме высокочастотная неустойчивость подразделяется на продольную, радиальную и тангенциальную. Случается и сочетание двух или трех видов. Тангенциальные высокочастотные колебания являются самыми разрушительными. Зачастую размах таких колебаний достигает величины среднего давления в камере, а тепловой поток в стенку возрастает при этом больше чем на порядок. Сохранение таких колебаний в течение 0,3 с обычно приводит к разрушению камеры сгорания. [c.173]

Высокочастотная неустойчивость обычно зависит только от характеристик камеры и параметров внутрикамерного процесса, так как она возникает в результате взаимосвязи между процессом горения и акустическими характеристиками камеры. Таким образом, на нее влияют и свойства компонентов топлива, и геометрические параметры камеры сгорания. К свойствам топлива, играющим важную роль, относятся те, что связывают динамическую реакцию процесса горения с возмущениями в камере сгорания. Эта реакция определяется чувствительным к давлению временем запаздывания [30], которое зависит от летучести и самовоспламеняемости компонентов топлива, степени распыления, давления в камере сгорания и соотношения компонентов. Конструкция камеры сгорания не только определяет характерные акустические частоты, но и оказывает значительное влияние на разность Ау скоростей газа и капель компонентов топлива, определяющую скорости испарения. Наиболее чувствительной к возникновению высокочастотной неустойчивости является зона, где величина Av минимальна, т. е. пространство вблизи смесительной головки шириной в несколько сантиметров [9]. Типичные кривые скоростей испарения приведены на рис. 93. [c.175]

Высокочастотные колебания (с частотой ббльшей, чем приблизительно 10 циклов в секунду) возникают под действием того же механизма (распространение акустических волн), который уже обсуждался применительно к ракетным двигателям твердого топлива, с той разницей, что время запаздывания здесь связано с запаздыванием процесса превращения капель жидкого топлива в газообразные продукты, который в данном случае происходит во всей камере, а не только на поверхности. Чтобы учесть пространственную протяженность зоны превращения, Крокко и Ченг в работах [8 .88] ввели понятие о пространственном запаздывании (связанном со временем запаздывания через среднюю скорость потока топлива). При исследовании высокочастотной неустойчивости горения в жидкостных ракетных двигателях не рассматривались столь сложные модели, как в случае описанного выше вибрационного горения твердого топлива. Главной причиной [c.305]

Законченной теории неустойчивого горения в ЖРД до сих пор нет. Экспериментаторы отмечают два вида колебаний давления, возникающих в камере сгорания ЖРД, — высокочастотные (бопее 1000 гц) и низкочастотные (ниже 300 гц). Известны следующие представления, объясняющие физический механизм возникновения колебаний в камере ЖРД. [c.138]

Возрастание интенсивности высокочастотной неустойчивости горения с увеличением давления экспериментально установлено в работах [34—36]. Как видно, изложенное представление о физико-химических условиях возникновения неустойчивого горения дает возможность качественно объяснить некоторые экспериментальные данные. Следует отметить, что на периодические процессы в химической кинетике как на одну из возможных причин возникновения неустойчивого горения в ЖРД указывали Ю. X. Шаулов и М. О. Лернер [37]. [c.140]

Отсюда вытекает правило при определении малого количества легковозбудимого газа в трудновозбудимом (например, N2 в Аг) пужно работать, с ягирокимп (ч г 1 с.м) разрядными трубками и высокими давлениями ( 1 — 10 мм рт. ст.), и, наоборот, при определении аргона в азоте пужно-нользоваться узкими трубками при малых давлениях. Границы изменения, диаметра разрядной трубки и давления газа определяются тем, что при диаметре, меньшем 0,5 мм, и давлении газа, меньшем 0,1 мм рт. ст., разряд зажигается с трудом и хгптенсивность свечения мала. Повышение давления выше 10 мм рт. ст. обычно приводит к неустойчивому горению разряда, а увеличение диаметра разрядной трубки выше 10 мм не дает заметного выигрыша в чувствительности анализа. Таким образом, этими числами ограничен диапазон давлений и диаметров разрядной трубки. Эти границы нельзя рассматривать как жесткие, они соответствуют скорее наиболее часто применяемым режимам и в ряде случаев могут быть существенно изменены. Так, например, устойчивое свечение инертных газов можно возбуждать высокочастотным разрядом при давлениях, близких к атмосферному. С другой стороны, в случае особой необходимости можно возбуждать свечение газа и при давлениях, много меньших 0,1 мм рт. ст. [c.249]

У гелеобразных систем существует динамическое поверхностное натяжение, превышающее статическое в несколько раз. Для некоторых систем характерно даже ультрадинамическое поверхностное натяжение, достигающее 300 дин см вместо обычных 30. Это обстоятельство может стать достаточно важным стабилизирующим возмущения фактором, в частности при возбуждении неустойчивости высокочастотными колебаниями, в том числе генерируемыми самим процессом горения [189]. Что касается критических значений скоростей горения, то ввиду слабой зависимости от а и т] они могут возрасти в несколько раз при увеличении а или т) на порядок. Кроме того, изменяются абсолютные значения этих величин, определяющих смену стабилизирующих горение факторов. [c.211]

В соответствии с таким объяснением механизма высокочастотной неустойчивости, более склонны к этому виду нарушения процесса горения самовоспламеняющ иеся топлива. Практика подтверждает это положение. Например, для того, чтобы вызвать высокочастотную неустойчивость смеси керосин — жидкий кислород (несамовоспламе-няюш ейся) необходимо более высокое давление в камере сгорания, чем для смеси алифатических и ароматических аминов и концентрированной азотной кислоты (самовоспламеняющейся). [c.176]

Сильное влияние на модуль частотной характеристики рабочего процесса оказывает ширина зоны горения. При наличии в камере сгорания случайных возмущений или реализации какого-либо из меха-ниаж мягкого возбуждения неустойчивости (например, внутрикамерного) возможно разрушение капли жидкого компонента согласно [14], изменяющее дисперсность распыливания. Время выгорания может изменяться более чем на порядок. При этом коэффициент усиления расходных колебаний в зоне горения может резко возрасти. Таким образом, сильное влияние времени выгорания на модуль частотной характеристики обусловливает как возможность возникновения жесткого возбуждения расходного механизма, так и возможность сервостабилизации высокочастотной неустойчивости с помощью топливных форсунок. [c.232]

Таким образом, щж подаче газообразного горючего через газовый тракт, выполненный в виде четвертьволнового резонатора, возможно возникновение высокочастотной неустойчивости процесса горения в камере из-за переменной подачи газообразного горючего. Колебания в устройстве были полностью устранены пут увеличшия перепада давлений на форсунках горючего более 0,65 МПа. О)гласно рис. 7.6, 7.7, устойчивость системы была достигнута увеличением акустического сопротивления головки, т.е. "ослаблением акустической связи между камерой сгорания и газовым трактом. [c.255]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология