Зона обратных токов

В связи с этим воздух, поступающий в камеру сгорания газотурбинного двигателя, обычно делят на три потока. Первый поток поступает в камеру сгорания, имеющую завихритель (рис. 3.27), через кольцевой зазор между корпусом форсунки и внутренним кольцом завихрителя, чем обеспечивается охлаждение форсунки. В этой зоне топливо распыляется, частично испаряется и воспламеняется а составляет 0,2—0,5 [166]. Второй поток воздуха вводят в зону горения через завихритель и через первые ряды отверстий диаметром 12—30 мм в жаровой трубе. Этот воздух обеспечивает сгорание смеси при температуре во фронте пламени, равной 2300—2500 К, и последующее снижение температуры газов до 2000 К- Коэффициент избытка воздуха при этом возрастает до 1,2—1,7. Роль завихрителя заключается в закручивании потока воздуха и создании воздушного вихря, вращающегося вокруг оси жаровой трубы. При этом в центральной части трубы создается зона пониженного давления, куда устремляется поток из средней части камеры сгорания. Продукты сгорания, движущиеся противотоком к основному потоку распыленного топлива, ускоряют испарение и обеспечивают нагревание топливо-воздушной смеси до температуры воспламенения. Турбулизация газо-воздушного. потока приводит к увеличению скорости распространения пламени, а уменьшение осевой скорости воздуха вблизи границы зоны обратных токов удерживает факел в определенной области. Третий поток воздуха поступает через задние ряды боковых отверстий в зону смешения. Этот воздух снижает температуру газов до значения, допустимого по условию прочности лопаток турбины. [c.164]

В кольцевой вращающейся струе воздуха, которая реализуется в горелках турбулентного типа, возникает зона обратных токов. Размеры зоны определяются тангенциальной составляющей скорости закрученного потока. Это позволило прежде всего резко улучшить условия непрерывного поджигания вводимого топлива за счет подвода части раскаленных продуктов сгорания к корню топливного факела. Кроме того, [c.131]

Среду как вдоль внешних, так и вдоль внутренних границ кольца (рис. 2-12). Поскольку внутри струи нет среды для удовлетворения эжекционных потребностей струи, давление в этой зоне падает, и внутри кольцевого пространства возникают циркуляционные вихри, направленные к соплу вдоль оси струи. Длина зоны обратных токов зависит от относительной величины кольцевой щели 8/0 (чем больше это отношение, тем меньше длина рециркуляционной зоны). Перестройка профиля в параболический в кольцевых струях происходит на протяжении (3- 5) О от устья сопла. Большие величины соответствуют большей ширине щели. [c.33]

Вышеназванные недостатки несколько уменьшаются при установке на этих котлах горелок со стабилизирующими устройствами в виде кольцевых или пластинчатых стабилизаторов. Это позволяет отказаться от устройства горок. Так, при использовании инжекционных горелок среднего давления типа ИГК конструкции Мосгазпроекта (рис. 9) отпадает необходимость в керамических стабилизаторах пламени, так как огневой насадок горелки вместо обычного конфузора представляет собой решетку, набранную из металлических пластин толщиной 0,5 мм и стягивающих стержней. Поток газовоздушной смеси, выходящей из горелки, обтекает каждый стержень, образуя зоны обратных токов горящих газов и раскаленных продуктов горения, устойчиво стабилизирующих факел. Во избежание проскока пламени [c.78]

Общий профиль закрученной струи получается смыканием обеих ветвей. Для перехода к конкретному профилю необходимо знать закон изменения границ, характеризующих положение струи в пространстве, изменение максимальных скоростей в струе и в зоне обратных токов, а также ширину зоны смешения во внутренней и внешней области. [c.53]

Условия циркуляции топлива в продольном направлении и удержания его в циклоне создаются, что нетрудно показать, и при обратном токе, охватывающем не всю периферию циклона. Действительно, при имеющемся в головной части циклона соотнощении осевой и вращательной составляющих скорости частицы топлива, попавшие в зону обратного потока, даже если он охватывает около половины периметра циклона за один оборот, двигаясь с потоком газа сначала в обратном направлении, а затем в прямом, неминуемо попадут опять в зону обратного тока (см. рис. 3), так как в пристенной области осевые скорости в прямом направлении не только не больше, но даже значительно меньше скорости обратного тока. Частицы, попавшие на периферию в зоне [c.147]

Легко представить себе, какие соотношения возникают в балансе зажигания, если согласиться, что он в основном действительно определяется двумя факторами количеством первичного воздуха, нижний предел которого должен соответствовать примерно теоретической потребности воздуха для полного сгорания летучих, и теплом возврата продуктов сгорания этих летучих, которые при правильной организации зоны обратных токов должны иметь температуру, практически равную теоре- [c.235]

Как следует из предыдущих глав, развитие процесса сгорания капли топлива на определенном этапе может проходить и без подачи воздуха, просто в газовой среде с высокой температурой. Такой стадией является прогрев капли, длительность которого значительно возрастает по мере утяжеления топлива, увеличения размеров капель и понижения температуры среды. Для обычных условий сгорания тяжелых топлив он составляет до 30% полного времени горения капли. Распространяя это положение на весь факел, в составе которого находятся капли различных размеров, можно заключить, что подача необходимого для горения факела воздуха к устью форсунки не является необходимым мероприятием, как это принято считать. Скорее всего, подача всего воздуха к корню топливного факела нецелесообразна, поскольку при этом понижается температура, и процесс подготовки капель к сгоранию (прогрев) соответственно затягивается во времени. Замедленное развитие подготовительных процессов влечет за собой изменение условий горения в связи с более медленным нарастанием температуры и сдвижкой ядра факела по потоку. Одновременно с этим обеспечение надежного воспламенения факела путем возврата части продуктов сгорания потребует организации более мощной зоны обратных токов, что, естественно, влечет за собой повышение гидравлических потерь. Быстрое затухание начальной турбулентности потока в горящем факеле, создаваемой для обеспечения перемешивания в толще факела, вынуждает прибегать к повышенным скоростям истечения воздуха, что также связано с увеличением гидравлических потерь. [c.127]

Важность аэродинамических процессов для горения еще больше проявляется при горении паров тонко распыленной струи жидкого топлива (тумана), хорошо смешанного с воздухом. При скоростях потока, превышающих скорость распространения ламинарного пламени (для большинства углеводородов составляющих примерно 0,3—0,6 м сек), однородная смесь не воспламеняется и не образует устойчивого фронта пламени, если структура аэродинамического потока такова, что в потоке не создается локальных вихрей и зон обратного тока. Следовательно, чтобы стабилизировать пламя при высоких скоростях, встречающихся в реактивных двигателях, необходимо создать зоны движения потока с малыми скоростями, при которых может возникнуть пламя или аэродинамический поток такой структуры, при которой могут образоваться локальные вихри или обратные токи. [c.20]

И внутренней поверхностях которого образуются кольцевые вихри, определяющие возникновение зон обратных токов. Внутренняя циркуляционная зона, образовавшись в области высокотемпературных продуктов сгорания, определяет подвод тепла к корню факела, обеспечивая тем самым непрерывное поджигание топливного факела. Кольцевой вихрь, возникший на внешней поверхности вращающейся струи, может играть двоякую роль в зависимости от внешних условий. Если топочный объем обслуживает несколько горелочных устройств, то зоны обратных токов на внешней поверхности каждой струи возникают в области раскаленных продуктов сгорания соседних струй, вследствие чего к корню факела подводится дополнительное количество тепла, способствующее воспламенению топлива и стабилизации зоны горения. В топке с одним фронтовым устройством внешняя циркуляционная зона может явиться источником подвода к корню факела [c.234]

Цилиндрический лопаточный регистр характеризуется двумя основными конструктивными величинами, определяющими его аэродинамические качества углом установки лопаток и втулочным отношением. Втулочное отношение определяет в первом приближении расход воздуха через регистр (при данном давлении), а угол установки лопаток — степень закрутки потока и величину зоны обратных токов. [c.235]

Нельзя также упускать из виду влияние эжекционной способности корневой части факела на стабильность горения. Как показано Д. Н. Ляховским, крутка резко интенсифицирует эжекционную способность струи. Таким образом, закрученная струя газовоздушной смеси сильнее подсасывает раскаленные продукты сгорания из зоны обратных токов, что повышает стабилизационную способность по сравнению с прямоточными вариантами организации процесса горения. Следовательно, в тех случаях, когда требуется повы- [c.53]

При значительных интенсивностях крутки в приосевой области факела возникает зона обратных токов. Раскаленные продукты сгорания увлекаются из этой зоны к корню факела и интенсифицируют зажигание потока газовоздушной смеси. Общая длина факела Ьф определяется осевой протяженностью [c.124]

Изучение закрученного факела у его корня в огневых условиях сопряжено с рядом трудностей, обусловленных наличием обратных токов. В связи с этим в большинстве исследований определение кривых выгорания горючей смеси производилось в тех сечениях, где отсутствовали обратные токи. При этом результаты измерений тем надежнее, чем равномернее поле скоростей. Следовательно, изучение полей концентраций у корня факела, при наличии обратных токов (с подсосом топочных газов), необходимо производить с обязательным измерением распределения величины и направления скоростей по сечению факела. В противном случае, как показали исследования, выполненные под руководством автора, а также опыты С. Г. Бескина [Л. 14], можно получить парадоксальные данные, а именно, рост величины химического недожога на начальном участке по длине факела в зоне обратных токов. Последнее также указывает на то, что изучение процесса смешения на изотермических моделях, как это часто делается, при закрученных струях может привести к неверным выводам. [c.27]

Сделанный вывод косвенно подтверждается опытами, в которых исследовались условия срыва пламени в следе за плохообтекаемыми телами. Прежде чем проанализировать результаты таких опытов, найдем критерий срыва пламени. Хорошо известно, что стабилизация пламени определяется процессами, происходящими в зоне обратных токов. Характерный линейный масштаб этой зоны пропорционален поперечному размеру плохообтекаемого тела а. Тогда из проведенных выше рассуждений следует, что в зоне обратных токов пламя может существовать лишь при условии К(йГ) 1. Поскольку интегральный масштаб турбулентности I пропорционален с1у то [c.252]

Зона обратных токов [c.353]

В индукционных моделях за условия срыва принимается равенство периода индукции и времени пребывания молей горючей смеси на линии тока, ограничивающей зону обратных токов от основного потока. Чем меньше отношение времени соприкосновения и времени горения, тем хуже условия для зажигания смеси. [c.494]

При работе горелки воздух подводится через входной патрубок в корпус и равномерно входит в лопаточный завихритель. Приобретая в завихрителе вихревое движение и частично поджимаясь конической выходной насадкой, воздух выходит в горе-лочную амбразуру, создавая в ней вихрь с зоной обратных токов по оси. Часть воздуха, проникая через отверстия в обсадной трубе, попадает в кольцевой канал, образованный этой трубой. Истечение этого воздуха происходит через отверстия в наконечнике струями, сходящимися на оси горелочной амбразуры в зоне циркуляции обратных токов. [c.202]

Наличие разрежения по оси горелки создает зону обратных токов, что, с одной стороны, повышает устойчивость работы горелки, а с другой стороны, приводит при отдельных режимах к затягиванию факела в горелку. [c.139]

Известно, что аэродинамическое развитие факела, выдаваемого горелкой, снабженной закручивателем, независимо от того, будет ли это улитка пли лопаточный регистр, происходит по пленке конуса с образованием (при достаточно сильной крутке) зон обратных токов па внутренней и внешней его сторонах. Дальше по мере удаления от устья горелки происходит выравнивание потока. Величина и интенсивность получающихся обратных токов зависит от степени крутки. [c.353]

Выше указывалось, что аэродинамическое развитие факела, выдаваемого горелкой, снабженной закручивателем, происходит по пленке полого конуса с образованием зон обратных токов у устья горелки. В огневых условиях этими обратными токами являются продукты сгорания, имеющие высокую температуру и хорошо выжженные. В условиях рассматриваемой изотермической модели этими обратными токами является воздух, уже несколько охлажденный, и поэтому температура его всегда ниже средней температуры смеси у корня даже в том случае, когда обратные токи ответвляются от идеально перемешанного потока. Поэтому, возвращаясь к корню факела, обратные токи в случае изотермической модели усиливают неравномерность температурного поля. Чем больше зона обратных токов, тем больше эта неравномерность. [c.354]

Выполненный анализ в части особенности аэродинамической структуры закрученных факелов позволил также вскрыть причину и дать объяснение другому парадоксальному факту в части выгорания факела, подмеченному нами при работе с периферийной горелкой и заключающемуся в том, что на некотором участке факела, в зоне обратных токов, наблюдался рост химического недожога по его длине. [c.355]

Таким образом, установка пережима оказалась неэффективной в тех случаях, когда конструкция горелки обеспечивала аэродинамическое развитие факела с большой зоной обратных токов. Этому факту можно дать следующее объяснение. [c.359]

Характер кривых а = f (Ь) резко изменяется при переходе к лопаточной части аппарата. Уже на радиусе г = 1,15г2, т. е. на окружности входных кромок, зоны обратных токов резко сужаются и кривые становятся значительно более пологими. В выходной части канала (г = 1,54г2) обратные токи отсутствуют. Кривые а, = I (Ь) весьма пологи. Максимальная неравномерность значений а по ширине канала и по режимам в этом сечении не превышает 10— 2°. [c.195]

Наиболее часто встречающиеся углы закрутки для силовых топок лежат в пределах 45—60°. Нередко возникающую с помощью вышеописанных средств зону обратных токов несколько неудачно называют застойной зоной . Это справедливо до известной степени лишь в отношении интенсивности газообмена. Между тем, именно эти зоны обратных токов и призваны организовать достаточно интенсивный теплообмен, долженствующий стабилизировать в заданном диапазоне форсировок устойчивую зону воопламенения. [c.229]

Обратные токи должны возникать не только при наличии вставок, представляющих собой необтекаемые тела, но и при любом втекании струи, получившей достаточно значительную закрутку в канале горелки прием, применяемый во всех так называемых турбулентных горелках. Однако при выходе из устья канала во внезапно расширенный объем топочной камеры поток немедленно раскручи-. вается, двигаясь расходящимися струями в виде полого гаперболоида, внутри и снаружи которого и возникают зоны обратных токов (фиг. 21-7) [Л. 89]. Регулировка этих обратных токов в смысле количества возвращаемого горячего газа и протяженности вихревой зоны возможна только за счет перераспределения скор остей в периферийной части потока (развитие касательных скоростей в закрученном потоке). Это возможно получить за счет применения лопаточных завихрителей с переменными углами поворота лопаток или за счет применения улиточных завихрителей с поворотной заслонкой ( языком ), создающих несколько меньшее суммарное сопротивление. На фиг. 21-8 приведены данные для коэффициента сопротивления (число входных скоростных напоров) для горелки системы ОРГРЭС-ЦКТИ с характеристиками = 0,58 и [c.230]

Как указывалось выше, при отрыве потока возникают наружные зоны обратных токов, уменьшающие размеры центральной зоны. В настоящее время основное средство предотвращения отрыва потока — установка переходного конуса между лопаточным регистром и собственно камерой сгорания. В этом случае условие бевотрывочного течения записывается в виде следующей эмпирической формулы [c.239]

В заключение несколько слов о методах борьбы с вибрационным горением (если оно нежелательно) в случае, когда обратная связь замыкается через вихреобразование. Выше уже говорилось, что если источник внхреобразова-ния расположен перед зоной горения, то установка спрям ляющих решеток и другие аналогичные мероприятия могут оказаться полезными. В том случае, когда колебания возбуждаются вихреобразованием за стабилизатором, дело становится сложнее. Ликвидировать это вихреобразование нельзя, поскольку наличие зоны обратных токов за стабилизатором является обязательным условием его работы в качестве источника поджигания. Кое-что может быть здесь сделано эмпирическим подбором наиболее подходящих геометрических конфигураций стабилизаторов. [c.312]

Основное свойство параболического уравнения (3.67), как показано в 3.6, заключается в том, что оба направления по времениподр.бной координате равноправны. Поэтому главное требование к численному методу, предназначенному для решения этого уравнения, состоит в том, чтобы разностная аппроксимация правильно отражала это обстоятельство. Здесь для этой цели применялся достаточно простой конечно-разностный метод, широко используемый для расчета пограничного слоя с локальными зонами обратных токов (Картер [1974], Кляйнберг и Стегер [1974]). [c.127]

Воздух входит в циклон стру( Й в касательном направлении к наибольшей окружности, образуя вихревое вращательное движение, а продукты сгорания выходят из горловины не по всему ее сечению, а только по периферии, на границе зоны обратных токов (см. рис. 147). В периферийной части камеры в связи с малыми значениями а происходит газификация топлива, причем выделяющиеся здесь летучие и продукты газификации, иере-мешиваяс . иа границе с центральным потоком воздуха, иитенсивно догорают. [c.548]

Суммарное воздействие на положение оси вытекающей из горелки струи одновременно и диаметра отверстия диафрагмы, и длины насадка зависит от комбинащ1й этих двух факгоров (рис. 13.24, б). В отдельных случаях незначительное удлинение насадка и уменьшение диаметра диафрагмы приводит к существенному уменьшению угаа отклонения потока. Однако выполнение горелки с насадком длиной 0,50 хотя и исключает отклонение факела от оси вращающейся печи, но не улучшает равномерность скоростного поля в выходном сечении. У корня струи образуется значительная зона разрежения, занимающая почти половину площади выходного сечения. Наличие зоны обратных токов обнаруживается и в насадке со стороны подвода воздуха. Применение цилиндрических вставок в насадке принципиально не изменяет характер течения. Наличие зоны циркуляции в насадке отрицательно влияет на характеристики факела [c.791]

Характеристики диагональных и осевых насосов имеют специфичную форму Сем. рис. 11, б). Ввиду различной длины линий тока у основного (втулки) и покрывающего (на периферии) дисков различные элементы лопасти совершают разную работу, что особенно проявляется на недогрузочных режимах [45]. В результате этого на входе в рабочее колесо и выходе из него возникают зоны обратных токов, которые способствуют возрастанию гидравлической мощности обратных токов (тормозной мощности). В зоне малых подач кривая Я = / (С) для осевых и диагональных насосов резко загибается вверх. Часто при подачах О < Ро т она имеет точку перегиба, образуя характерную седловину. Крутизна напорной характеристики таких насосов значительно больше, чем насосов средней и низкой быстроходности. [c.137]

Стабилизация пламени во вращающейся печи осуществляется поджиганием горючей газовоздушной смеси раскаленным клинкером и рециркуляцией продуктов горения в набегающий поток [Тау И Тунг, 1963 Щетинков, 1965]. Роль стабилизатора фактически выполняет раскаленный клинкер, температура которого зависит от условий течения и горения смеси и параметров теплообмена между потоком, стенкой и клинкером, а также от теплопроводных свойств самого клинкера. Фронт пламени медленно ползет вдоль стенки навстречу потоку газовоздушной смеси и останавливается в том месте, где местная скорость потока имеет величину, сравнимую со скоростью горения [Щетинков, 1965]. При установившемся режиме распределение температуры вдоль печи постоянно и не изменяется во времени. Следовательно, во вращающейся печи само пламя является автостабилизатором, так как в этом случае подогрев и воспламенение горючей смеси производятся за счет тепла, отбираемого клинкером и стенками печи от продуктов горения, только поток тепла идет не по газовой фазе, а по материалу стенки, обмазки и клинкеру, которые играют роль своеобразной зоны обратных токов. Аналогичная картина наблюдается и в топках сушильных барабанов. [c.52]

Для ликвидации зоны обратных токов в горелке Промэнергогаза в центральную трубу вводится дополнительный воздух. Количество воздуха, поступающего в центральную трубу, составляет 10% от необходимого для горения при скорости выхода 25—30 м1сек. Подача дополнительного воздуха позволяет регулировать длину факела и его светимость вследствие изменения качества смешения путем различной подачи воздуха в центральную трубу. В горелке применено разработанное Промэнергогазом уплотнение амбразуры, которое хорошо зарекомендовало себя в эксплуатации на ряде установок. [c.139]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология