1. Διάτρητο έλασμα 7. Ακροφύσιο εγχυτήρα (καυστήρα)
2. Πτερύγια στροβιλισμού 8. Πρωτεύουσα ζώνη
3. Φλογοσωλήνας 9. Σωλήνας προς επόμενο θάλαμο
4. Περίβλημα αέρα 10. Συρρικνωτή ένωση
5. Οπές αέρα ανάμιξης 11. Δακτύλιος στεγανότητας
6. Ρύγχος
Σχήμα 5-1: Τυπικός θάλαμος καύσης
1. Πολλαπλή κύριου συστήματος καυσίμου
2. Προσαρμογή με έξοδο συμπιεστού
3. Είσοδος κύριας ροής αέρα
4. Πολλαπλή καυσίμου
5. Σωλήνας αποστράγγισης
6. Περίβλημα αέρα
7. Θάλαμος καύσης
8. Αντιπυρικό κινητήρα
9. Σωλήνας σύνδεσης θαλάμων
Σχήμα 5-2: Πολλαπλός θάλαμος καύσης
Σωληνο-δακτυλοειδής
θάλαμος καύσης
(Tubo-annular combustion chamber)
1. Εξωτερικό περίβλημα αέρα
2. Κεφαλή εγχυτήρα
3. Εσωτερικό περίβλημα αέρα
4. Οπές αέρα ψύξης
5. Περίβλημα διαχύτη
6. Σπινθηριστής
7. Συρρικνωμένοι διαστημοδακτύλιοι
8. Οδηγά πτερύγια ακροφυσίου
9. Φλάτζα προσάρτησης στροβίλου
10. Οπές
αέρα ανάμειξης
Σχήμα 5-3:
Σωληνο-δακτυλιοειδής
θάλαμος καύσης
Αυτός είναι συνδυασμός του πολλαπλού και του δακτυλιοειδούς θαλάμου καύσης. Αποτελείται από ένα αριθμό φλογοσωλήνων τοποθετημένων σε κοινό δακτυλιοειδές πλαίσιο. Η ροή αέρα είναι παρόμοια με αυτή που περιγράφηκε.
Δακτυλιοειδής θάλαμος καύσης
(Annular Combustion Chamber)
Αυτός αποτελείται από ένα δακτυλιοειδή φλογοσωλήνα, που περιέχεται μεταξύ ενός εξωτερικού και ενός εσωτερικού κυλινδρικού περιβλήματος. Ο θάλαμος είναι ανοικτός στο μπροστινό και πίσω μέρος προς τον συμπιεστή και τον στρόβιλο αντίστοιχα.
1. Φλογοσωλήνας 6. Πολλαπλή καυσίμου
2. Οδηγά πτερύγια εξόδου συμπιεστού 7. Οπές κύριου ρεύματος αέρα
ψηλής πίεσης 8. Οπές αέρα ανάμειξης
3. Εσωτερικό περίβλημα καύσης 9. Φλάτζα προσαρμογης περιβλήματος
4. Ακροφύσιο εγχυτήρα καυσίμου στροβίλου
5. Φλάτζα προσαρμογής περιβλήματος 10. Οδηγά πτερύγια ακροφυσίου
συμπιεστή 11. Εξωτερικό περίβλημα καύσης
Σχήμα 5-4: Δακτυλιοειδές θάλαμος καύση
Το
κύριο
πλεονέκτημα
του
δακτυλιοειδούς
θαλάμου είναι,
ότι για
αεροστρόβιλους
της ίδιας
ισχύος το
μήκος τους
είναι μόνο το 75%
ενός
σωληνο-δακτυλιοειδούς
θαλάμου με
φυσική μείωση
βάρους και
κόστους.
Επίσης η
διάδοση φλόγας
παρουσιάζεται
βελτιωμένη
επειδή δεν
υπάρχουν
συνδετήριες
σωληνώσεις από
θάλαμο σε
θάλαμο.
Απόδοση θαλάμου καύσης
Ο θάλαμος καύσης πρέπει να εξασφαλίζει αποδοτική καύση σε όλες τις συνθήκες λειτουργίας του αεροστρόβιλου χωρίς μεγάλη απώλεια πίεσης. Επίσης αν για οποιοδήποτε λόγο σβήσει η φλόγα πρέπει να μπορεί να επανεκκινήσει. Για να εξασφαλίζονται αυτές οι απαιτήσεις θα πρέπει τα τμήματα του φλογοσωλήνα και των εγχυτήρων να είναι πολύ αξιόπιστα.
Επειδή θεωρητικά η καύση γίνεται χωρίς καμιά απώλεια πίεσης, θα πρέπει να τη διατηρούμε κατά το δυνατόν ελάχιστη. Η πίεση πέφτει κύρια λόγω της προσπάθειας δημιουργίας στροβιλισμού και καλής ανάμειξης. Η συνηθισμένη πτώση είναι μεταξύ 5 και 10%.
Η θερμότητα που παράγεται στον θάλαμο καύσης εξαρτάται από τον όγκο του. Επειδή υπάρχει η απαίτηση μικρού όγκου, θα πρέπει να εξασφαλισθεί η λειτουργία του με πολύ ψηλό βαθμό παροχής θερμικής ενέργειας.
Σαν παράδειγμα αναφέρουμε τον αεροστρόβιλο Σπέϋ της Ρόλς-Ρόϋς, που καταναλώνει 7500 λίβρες καυσίμου την ώρα στους δέκα φλογοσωλήνες του. Αυτό το καύσιμο έχει θερμική ικανότητα 18.550 BTU ανά λίβρα, άρα έχουμε θερμική απόδοση 232.000 BTU το λεπτό, που ισοδυναμεί με 54.690 ίππους για όλο τον κινητήρα.
Η απόδοση καύσης στην επιφάνεια της θάλασσας στους περισσότερους αεροστρόβιλους για τις συνθήκες απογείωσης είναι 100% και ελαττώνεται στα 98% περίπου για συνθήκες πλεύσης.
Η τιμή απόδοσης καύσης εξαρτάται από τη πίεση του αέρα, την θερμοκρασία και την αναλογία αέρα- καυσίμου (σχ. 5.5).
1. Απόδοση καύσης 4. Περιοχή κανονικής λειτουργίας
2. Λόγος αέρα-καυσίμου 5. Βραδεία λειτουργία σε μέγιστο ύψος
3. Κανονικές συνθήκες
Σχήμα
5-5:
Απόδοση καύσης
και λόγος αέρα-καυσίμου
Ευστάθεια
καύσης
Ευστάθεια καύσης σημαίνει ομαλή καύση και ικανότητα της φλόγας να διατηρείται σε μεγάλη ποικιλία συνθηκών λειτουργίας.
Για κάθε τύπο θαλάμου καύσης υπάρχουν όρια στην αναλογία αέρα- καυσίμου- ένα φτωχό και ένα πλούσιο- πέρα από το οποίο δεν είναι δυνατή η διατήρηση της φλόγας. Μπορεί να προκληθεί σβήσιμο της φλόγας κατά την πτήση, όταν το αεροπλάνο είναι σε άνοδο η βύθιση με τον κινητήρα σε βραδεία λειτουργία, δηλαδή όταν έχουμε ψηλή ροή αέρα και χαμηλή εισαγωγή καυσίμου (φτωχό μίγμα).
Η ευσταθής περιοχή περιορίζεται καθώς αυξάνεται η ταχύτητα του αέρα και αν η ροή αέρα υπερβεί ένα ορισμένο όριο τότε η φλόγα σβήνει. Μια τυπική καμπύλη ορίων σταθερής λειτουργίας παριστάνεται στο σχήμα 5.8. Θα πρέπει βέβαια οι συνθήκες λειτουργίας του αεροστρόβιλου να περιέχονται μέσα στα όρια της καμπύλης.
|
2010 Copyright (c) Admin |