Устройство и принцип работы КС

Основная камера сгорания имеет следующее принципиальное устройство (см. рис.2.14).

Диффузор служит для снижения скорости потока на входе в жаровую трубу (до 50…60 м/с). Это позволяет ↑ , ↑ , ↓ длину КС.

Внутренняя жаровая труба с перфорацией служит для организации процесса горения топлива и смешения продуктов сгорания с оставшимся воздухом.

Наружный кожух служит корпусом КС.

Топливная форсунка служит для впрыска топлива в КС и его распыливания (чаще всего применяют центробежные форсунки). Давление топлива на входе форсунки составляет МПа ( 60...80 атм.), угол распыла 110...130°.

Лопаточный завихритель служит для образования обратных токов. Воз-

дух, проходящий через завихритель, закручивается. В центре образующегося вихря создается зона пониженного давления. Туда поступает часть продуктов сгорания с периферии. В результате образуется зона постоянно циркулирующих обратных токов.

Рис.2.14. Схема основной камеры сгорания: 1 - диффузор; 2 - внешняя жаровая труба; 3 - кожух КС; 4 - топливная форсунка; 5 - лопаточный завихритель; 6 - область обратных токов

Для полного сгорания 1 кг керосина ( в среднем содержащего 85% С и 15% ) теоретически необходимо =14,8 кг воздуха. Отношение действительного количества воздуха, подведенного к топливу, к теоретически необходимому для полного его сгорания называется коэффициентом избытка воздуха.

- коэффициент избытка воздуха,

где =1 - стехиометрическая смесь;

<1 - “ богатая” (относительно много топлива) смесь;

>1 - “бедная” смесь.

Воздух, поступающий в КС, проходя через диффузор, снижает свою скорость. На выходе из диффузора воздух делится на две части:

· первичный, составляет 20…50% от

· вторичный, составляет 50…80% от

Часть первичного воздуха проходит в жаровую трубу через лопаточный завихритель. Другая часть первичного воздуха проходит в жаровую трубу через систему отверстий в передней части. Первичный воздух принимает непосредственное участие в сгорании топлива. Топливо впрыскивается и распыливается центробежной форсункой. Под действием высокотемпературных обратных токов продуктов сгорания оно испаряется, перемешивается с первичным воздухом, воспламеняется и сгорает. Температура в этой зоне 1800…1900 К.

Продолжая движение по жаровой трубе, высокотемпературные продукты сгорания смешиваются с относительно холодным вторичным воздухом (в зоне смешения). Вторичный воздух проходит в жаровую трубу через систему отверстий и карманов и охлаждает продукты сгорания до = 1400…1600 К, при которой обеспечивается надежная работа сопловых и рабочих лопаток турбины. Обычно на выходе из КС .

Из уравнения теплового баланса: или , откуда

. Это наиболее элементарная формула, которая позволяет определить относительный расход топлива. Можно также в простейших случаях использовать номограммы

Форсажные КС

Схема форсажной камеры приведена на рис.2.15.

В продуктах сгорания, выходящих из основной КС, а затем и из турбины, еще много свободного кислорода ( =3,5...5,5). Он обеспечивает горение топлива в ФК. Такой процесс обеспечивает значительное увеличение тяги двигателя. Обычно