Основные показатели работы камер сгорания

 

Тепловая мощность камеры  (кВт) выражается количеством тепла, которое выделяется в единицу времени при полном сгорания топлива [5]:

 

, (1.1)

 

где

В - расход сжигаемого топлива, кг/с;

 - низшая теплота сгорания топлива, кДж/кг.

Объемная теплонапряженность q (кВт/м³) характеризует компактность, а значит, и эффективность использования объема:

 

, (1.2)

 

где  - объем камеры сгорания, м³ (принимается обычно равным объему пламенной (жаровой) трубы).

С повышением давления в камере мощность и теплонапряженность её увеличиваются, так как при этом возрастает массовый расход воздуха через камеру, а, следовательно, и расход сжигаемого топлива. Поэтому при оценке камер сгорания их объемную теплонапряженность обычно берут относительно к давлению в камере, т.е.:

 

, (1.3)

 

где  - давление на входе в камеру, МПа.

Потери энергия в камере сгорания состоят из тепловых потерь и потерь давления.

Тепловой к. п. д. камеры сгорания учитывает все тепловые потери:

 

, (1.4)

 

где  - потери теплоты от неполного сгорания топлива (химический и физический недожог). У современных камер сгорания эти потери не должны превышать 1-5 % общего расхода теплоты при работе на всем диапазоне рабочих нагрузок и 1-3 % при работе на расчетной нагрузке;

 - потери за счет отдачи теплоты, в окружающее пространство нагретой поверхностью камеры и примыкающих к ней трубопроводов. Эти потери обычно бывают не более 0,5 % расхода теплоты.

В существующих камерах сгорания тепловой к. п. д., при работе на расчетном режиме:

Полные потери давления в камере сгорания складываются из гидравлических потерь и дополнительных.

Гидравлические потери возникают без подвода теплоты к камере, в результате потерь на трения при прохождении газового потока и местных сопротивлений от воздухо-направляющих ребер, завихрителей и т.д. Эти потери определяются при холодной продувке камеры.

Дополнительные потери давления вызваны нагревом газа при сгорании топлива в камере. Плотность газа в этом случае уменьшается, а скорость газового потока увеличивается. Процесс снижения давления в газовом потоке при подводе теплоты подробно рассматривается в курсе газовой динамики.

Полные потери давления принято выражать в долях или процентах по отношению к давлению полного торможения воздуха на входе в камеру:

 

, (1.5)

 

где  - полная потеря давления в камере;

 - давление полного торможения газов на выходе из камеры.

Давление полного торможения воздуха в газе:

 

, , (1.6)

 

где  - статическое давление воздуха на входе и газа на выходе, МПа; r_В r_Г - плотность воздуха и газа, кг/м³; w_В w_Г - средние скорости воздуха во входном сечении и газа в выходном сечения камеры, м/с.

В современных конструкциях камер сгорания полные потери давления обычно бывают в пределах  = 1-3 %.

Потери давления в камере сгорания снижают к. п. д. ГТУ. Это можно учесть с помощью аэродинамического к. п. д. камеры сгорания , который обычно составляет: . Общий к. п. д. камеры сгорания можно выразить в виде произведения:

 

. (1.7)

 

У современных камер сгорания .

Общий коэффициент избытка воздуха в камере сгорания:

 

, (1.8)

 

где  и  - соответственно расход воздуха и топлива в камере, кг/с;

 - теоретически необходимое количество воздуха для сжигания 1 кг топлива рассчитывается элементарному составу топлива.

Как уже отмечалось в современных ГТУ a = 4-8.

Непосредственно в процессе сгорания участвует не все количество воздуха G_B, а только часть его - первичный воздух, поступающий в зону горения:

 

, (1.9)

 

где a₁ - коэффициент избытка первичного воздуха, зависящий от конструкции камеры сгорания и вида сжигавшего топлива.

Обычно .

---

Дата добавления: 2018-09-22; просмотров: 787; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!