КАМЕРА СГОРАНИЯ ГАЗОТУРБИННОГО ДВИГАТЕЛЯ

Полезная модель относится к области авиационного и наземного двигателестроения, а именно к конструкциям камер сгорания газотурбинных двигателей.
Известна конструкция камеры сгорания газотурбинного двигателя, содержащая, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь [«Конструкция и проектирование авиационных газотурбинных двигателей». М., Машиностроение, под ред. Д.В.Хронина, 1989 г., с.557 - стр.416, рис.8.22, стр.418 рис.8.23,б]. То есть запальное устройство, расположенное в одном из рядов отверстий для подачи воздуха, занимает место одного или нескольких отверстий для обеспечения процесса выгорания топлива. При этом запальное устройство установлено так, что в этом месте поступление воздуха в жаровую трубу практически отсутствует.
Такое отсутствие подачи воздуха в месте установки запального устройства повышает температуру горения в этой зоне, что вызывает неравномерность распределения температурного поля в зоне горения и на выходе из жаровой трубы, и, как следствие, снижает надежность работы камеры сгорания.
Техническим результатом на достижение, которого направлена полезная модель, является компенсация подачи воздуха в месте установки запального устройства в количестве необходимом для поддержания температуры, требуемой для равномерного распределения температурного поля в зоне горения.
Заявленный технический результат достигается тем, что камера сгорания газотурбинного двигателя содержит, по крайней мере, одно запальное устройство и жаровую трубу, в которой расположены по окружности ряды отверстий для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие для установки запального устройства, при этом отверстия этого ряда имеют одинаковую площадь.
Новым в полезной модели является то, что вокруг запального устройства образован кольцевой канал для подачи воздуха, площадь которого больше площади отверстия для подачи воздуха в ряду, в котором установлено запальное устройство, в 1,1-1,4 раза.
На прилагаемом чертеже изображена камера сгорания заявленной конструкции.
Камера сгорания газотурбинного двигателя содержит, по крайней мере, одно запальное устройство 1 и жаровую трубу 2. В жаровой трубе 2 расположены по окружности ряды 3 отверстий 4 для подачи воздуха, в одном из рядов выполнено отверстие 5 для установки запального устройства 1, при этом отверстия 4 этого ряда 3 имеют одинаковую площадь.
Вокруг запального устройства 1 образован кольцевой канал 6 для подачи воздуха. Площадь кольцевого канала 6 больше площади отверстия 4 для подачи воздуха в ряду 3, в котором установлено запальное устройство 1, в 1,1-1,4 раза.
Указанное соотношение получено расчетно-эксперименгальным путем.
В случае, когда площадь кольцевого канала 6 отличается от площади отверстия 4 меньше чем в 1,1 раза, из-за затенения, образованного запальным устройством 1, потока воздуха через кольцевой канал 6 будет меньше, чем через отверстие 4. Соответственно, в жаровой трубе 2 в зоне у запального устройства 1, по сравнению с зоной за отверстием 4, температура будет повышена.
В случае, когда площадь кольцевого канала 6 отличается от площади, отверстия 4 более чем в 1,4 раза, расход воздуха через кольцевой канал 6 будет больше, чем через отверстие 4. Соответственно, в жаровой трубе 2 в зоне у запального устройства 1, по сравнению с зоной за отверстием 4, температура будет понижена.
В процессе работы двигателя воздух для поддержания горения подается в жаровую трубу 2 через ряды 3 отверстий 4. В месте установки запального устройства 1 подача воздуха осуществляется через кольцевой канал 6. Кольцевой канал 6 обеспечивает подачу в жаровую труб 2 воздуха в количестве достаточном для равномерного распределения температурного поля в зоне горения.
В процессе проверки работы заявленной конструкции был проведены эксперименты и получены следующие результаты.
Неравномерность температурного поля за камерой сгорания, не имеющей мероприятий по подводу дополнительного воздуха, компенсирующего отсутствие подачи воздуха из-за расположения запального устройства в ряду отверстий, повышенная. Местная температура газа в следе за запальным устройством по результатам испытаний превышает имеющиеся пики температур в других секторах камеры сгорания на 100-150°С.
Местная температура газа в следе за запальным устройством по результатам испытаний не отличается от имеющихся пиков температур в других секторах камеры сгорания.
Таким образом, заявленная конструкция обеспечивает равномерное распределение температурного поля в зоне горения, и, следовательно, повышает надежность работы камеры сгорания.