ОСНОВНЫЕ ПАРАМЕТРЫ КАМЕР СГОРАНИЯ ГТД

Для оценки совершенства камер сгорания, эффективности их рабочего процесса, а также при расчетах основных данных и характеристик авиационных ГТД используются следующие основные параметры камер сгорания:

1. Коэффициент полноты сгорания. Для основной камеры сгорания он представляет собой отношение количества теплоты , реально подведенной к единице массы воздушно-газового потока (рабочего тела) в камере сгорания, к теоретически возможному его значению , которое выделилось бы в камере при полном сгорании топлива и при отсутствии потерь теплоты через её стенки

. (9.1)

Если теплотворность топлива равна (для авиационных керосинов она составляет 42900…43100 кДж/кг), то

,

где - расход воздуха через основную камеру сгорания, - расход топлива и - относительный расход топлива.

Для форсажной камеры аналогично . (9.2)

На расчетном режиме обычно в основной камере сгорания , а в форсажной

Может рассматриваться также суммарный коэффициент полноты сгорания топлива в двигателе с форсажной камерой , (9.3)

где количество теплоты, подведенной к 1 кг прошедшего через двигатель воздуха, при данном суммарном расходе топлива в основной и форсажной камерах, а то же, но если бы сгорание топлива было полным.

2. Коэффициент восстановления полного давления.Так называется отношение осредненного полного давления на выходе из камеры сгорания к полному давлению на входе в неё . (9.4)

Обычно в основных камерах сгорания , а в форсажных (когда они включены) .

3. Коэффициент избытка воздуха ,равный отношению действительно поступающего в камеру сгорания в единицу времени количества воздуха (т.е. его расхода) к теоретически необходимому для полного сгорания топлива , поступающего в камеру за то же время. Количество воздуха, теоретически необходимое для полного сгорания одного килограмма топлива, обозначается . Тогда

. (9.5)

Для авиационного керосина .

При смесь топлива с воздухом называется стехиометрической.При , т.е. когда воздуха не хватает для полного сгорания (топливо содержится в избытке) смесь называется богатой, а если - бедной. Смесь может быть однородной, если во всех микрообъемах занимаемого ею пространства значение коэффициента a одинаково, и неоднородной в противном случае.

Температура продуктов сгорания однородной смеси керосина с воздухом зависит главным образом от её состава (т.е. коэффициента избытка воздуха a). При сгорании стехиометрической смеси (т.е. при 1) температура продуктов сгорания достигает 2500 - 2600 К. В основных камерах сгорания современных авиационных ГТД температура газа перед турбиной (на выходе из камеры сгорания) составляет 1500…1800 К, что соответствует (запомните это) коэффициенту избытка воздуха примерно 2…2,5.

В двигателях с форсажной камерой может рассматриваться суммарный коэффициент избытка воздуха, подсчитанный по всему количеству топлива, подаваемому в двигатель в единицу времени , и по всему участвующему в процессах горения количеству воздуха , т.е. . (9.6)

Величина может достигать значений, близких к единице, т.е. при включенной форсажной камере температура газа на выходе из неё может превосходить 2000…2200 К (она меньше, чем была бы при в основной камере сгорания, так как часть энергии, выделившейся сгорании топлива в основной камере, расходуется на вращение турбины.