Successfully reported this slideshow.
We use your LinkedIn profile and activity data to personalize ads and to show you more relevant ads. You can change your ad preferences anytime.

презентация камеры сгорания.

278 views

Published on

http://askcap.ru

Published in: Business
  • Login to see the comments

  • Be the first to like this

презентация камеры сгорания.

  1. 1. Эксэрготрансформаторная камера сгорания. В эксэрготрансформаторной камере сгорания происходит процесс преобразования значительной части потенциальной энергии топлива, в кинетическую энергию, которая теоретически может быть преобразована в работу (эксэргию). Выходное давление торможение может превосходить давление на входе в камеру. 1
  2. 2. В термическом цикле газотурбинных установках значительная часть полезной работы затрачивается на работу механического компрессора, нагнетающий избыточный сжатый воздух в камеру сгорания. Цель разработки, создания способа, в котором минимизируются затраты энергии на сжатие воздуха, подаваемого в камеру сгорания. Рассмотрим проект эксэрготрансформаторной камеры сгорания топлива. Предлагаемая эксэрготрансформаторная камера сгорания имеет запальное устройство, в которое подается насосом одна единица топлива и нагнетается компрессором одна или несколько весовых частей воздуха, обеспечивающих устойчивое горение и испарение паров топлива. Пары топлива и продукты его сгорания выходят из запального устройства с высоким давлением и поступают в эксэрготрансформатор, где выполняют работу по всасыванию и сжатию наружного воздуха. В канале эксэрготрансформатора при сверхзвуковом движении воздуха и паров топлива происходит сгорания их с выделением большого количества тепла. Геометрия канала камеры сгорания определяет политропность процесса горения топлива. Примем, что горение происходит при постоянном объеме V = Const, что приводит к повышению внутреннего давления двигающего со сверхзвуковой скоростью потока. Продукты сгорания топлива из канала поступают в диффузор, где их скоростной напор преобразуется в давление. Выполнение этих условий возможно только при безударном способе сложения потоков газа. Открыт способ безударного сложения потоков газов и изготовлено устройство, в котором он реализуется. Данное устройство названо нами эксэрготрансформатором. 2
  3. 3. В камере сгорания значительная часть тепла преобразуется в кинетическую энергию продуктов сгорания, обладающих высокой температурой. Для доработки остаточного тепла выходящего с диффузора камеры сгорания необходимы другие устройства, которые будут рассмотрены в других проектах. В запальное устройство подается 1кг. топлива с теплотой сгорания Qсг.=42000КДж/кг. и 3кг. сжатого воздуха с температурой 498°К. и Р.=0.68МПа. С диффузора эксэрготрансформатора выходят продукты сгорания топлива массой 25.66 кг. Параметры давлением Р = 0.865Мпа, температурой торможения Т= 1948°К. и температурой выхода Т =1037°К. Затраты на работу компрессора: Эк = (498 -288) × 1× 3 = 630КДж. Эксэргия (работа) на выходе из камеры сгорания: Эв = (1948 – 1037) × 1× 25,66 = 23375 КДж. Коэффициент преобразования эксэргии: k = 23375 : 630 = 31,1. Более подробное описание процесса приведено в расчете термического цикла камеры сгорания. 3
  4. 4. 4
  5. 5. Расчет первой ступени двигателя - эксэрготрансформаторной камеры сгорания. Начальные условия примем. Теплота сгорания условного жидкого топлива 42000 КДж/кг. Для сгорания 1кг. топлива необходимо 14 кг. воздуха. При сгорании 1кг. воздуха в парах топлива выделяется 3000 КДж. тепла. Удельную теплоемкость для воздуха и продуктов сгорания примем постоянную: Ср. = 1КДж/кг. град. Камера сгорания имеет запальное устройство, в которое подается 1кг. топлива с наружной температурой 288.°К. и 3кг. воздуха с давлением 0.68МПа и температурой 498°К. При сгорании воздуха в парах топлива в запальном устройстве выделяется тепло: 3000 ×3=9000 КДж.: Температура смеси в запальном устройстве: (288×1 +498×3 +9000)/4 = 2695°К. Иллюстрация расчета происходящих процессов изменения состояния газа, показана в T-S диаграмме. Энергия паров топлива и продуктов его сгорания (рабочей газ) выполняет в эксэрготрансформаторной камере сгорания работу, по всасыванию и сжатию атмосферного воздуха. Работа адиабатного процесса 1-2 создает в камере критическое разряжение процесс 2-3. Ар. = 1560 – 1300 = 260КДж. Назовем это разряжение «потенциальной ямой». Работа всасывания процесс 4-5 одного килограмма воздуха. Авсас. = Ср×(Т4 – Т5) = 1×(288 – 240) = 48 КДж. Определим коэффициент всасывания: k = (1560 – 1300) : 48 = 5,417. 1 кг. рабочего газа выполняет работу по всасыванию и сжатию k = 5.417кг. наружного воздуха. Масса всасываемого воздуха: Мв. = 4×5,417 =21,67кг. Полная масса газовоздушного потока: Мп. = 21,67 +4 = 25,67кг. Наружный воздух, реализуя разряжение «потенциальной ямы», со звуковой скоростью поступает в неё - процесс 4-5, где происходит его встреча с рабочим газом. 5
  6. 6. Теоретический расчет сложение потоков газа начнем с нахождения на изобаре Р.=100000Па общей точки, где в процессе изменения состояния газов сумма энтропии будет равно нулю. Параметры этой точки 6: Т.= 374,7°К. V=1,0865м3/кг. Процесс энергообмена состоит в следующем: Рабочий газ, выходя из «потенциальной ямы в процессе 3– 3 изотермического сжатия, отдает тепло холодному воздуху и выходит из потенциальной ямы. Холодный воздух, получив тепло в изохорном процессе 5-4, повышает свою температуру Т.= 240°К. до 288°К, что подобно изотермическому расширению от параметров Р. = 100000Па и Т. = 288°К. Одновременно изотермическое сжатие рабочего газа происходит и по изотерме 2-2 от Р.=100000Па. до Ркр. = 189300Па. Далее рабочий газ, остывая в процессе 2-7 P=Const, передает тепло воздуху. Аизоб. = (1560 – 545) : 5,417 = 187,4КДж. Воздух поглощает тепло по изохоре V. = 0,8352м3/кг. от температуры Т=288°К. до температуры точки 6. Аизох. = 288 + 187,4 =475,4 Для сложения потоков необходимо затратить кинетическую энергию на изотермическое сжатие рабочего газа. А = (545- 475,4) × 5,417 = 377. Определим Расчет параметров точки 9. Р. = (Т×R): V, Р = (475.4×290): 0.8352 = 165070 Па. Определим остатки кинетической энергии: 1560 +377 = 1937. 2695 – 1937 = 758КДж. Оставшаяся кинетическая энергия рабочего газа распределяется по общей массе взаимодействующего вещества. Процесс 7 – 8. ( 2695 – 1937) : (5.417 + 1) =118.1 Параметры точки т 8. Т9. = 545 +118.1 = 663°К, Р. = 736900Па. Произошло сложение двух потоков. Начинается процесс горения паров топлива в избытке кислорода. 6
  7. 7. Горение. Найдем повышение температуры газа при сгорании оставшихся паров топлива. 42000 – 9000 = 33000КДж. Общая масса газа на 1кг. топлива: М = 6.417×4 = 25.668. Повышение температуры будет равно: 33000: 25.668 :1= 1285.6 градуса. Температурой движущего потока является т.6, параметры которой: температура Т. = 475,4°К. и удельный объем V = 0.8352м3/кг. Температура сгорания топлива точка 11. Тv. = 475.4 +1285.6 = 1731°К. Далее газ, пройдя канал камеры сгорания, поступает в её диффузор, где скоростной напор суммируется с давлением в движущемся потоке. Энтальпия движущего потока 9-8 Ад = (663 – 475,4) = 216,5КДж/кг. Процесс 11 – 10 сложим энтальпии горения топлива и движущего потока: 1731 + 216,5 = 1948. Давление торможения в точки 10 будет 0,865МПа. 7

×