Материал: Методические указания к выполнению лабораторной работы №3 «Экспериментальное получение и анализ характеристик камеры сгорания ГТД». Ефимочкин А.Ф., Москвичев А.В
установки Схема .2 Рисунок 9
СХЕМА УСТАНОВКИ |
ртI |
С |
|
ртI |
|
|
|
П |
Тш |
С |
|
|
П |
рш |
∆р |
|
∆ |
КНА |
|
|
∆ |
|
|
Тк |
рк |
2.ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ
Определение характеристики и границ устойчивого горения топлива в камере сгорания по составу смеси
Работа выполняется на установке по определению рабочих характеристик авиационного двигателя МД-45 в следующем порядке:
1. Производится запуск установки и вывод ее на режим
соответствующий p* =0,108 МПа, |
T* =363 К. При |
к |
к |
выключенной камере сгорания производится регистрация
показаний всех приборов. |
|
|
2. На том |
же режиме |
работы установки |
( p* =0,108 МПа, |
T* =363 К) |
производится запуск |
к |
к |
|
камеры сгорания и устанавливается температура на выходе из нее Tг* =790 К. Производится регистрация показаний всех
приборов.
3. На этом же режиме работы ( pк* =0,108 МПа,
Tк* =363 К) производится регистрация всех приборов при
6-7 значениях коэффициента избытка воздуха (два из них вблизи границ по богатому и бедному срыву). При этом изменение коэффициента α осуществляется за счет изменения расхода топлива. По местоположению пламени, наблюдаемому визуально через смотровые окна на корпусе камеры сгорания, оценивается влияние α на расположение зоны горения в жаровой трубе.
В момент погасания пламени в камере сгорания, наблюдаемого через смотровые окна, осуществляется регистрация значений для определения коэффициента избытка воздуха , соответствующих границам устойчивого горения топлива
10
3.МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫВОДАМ
В выводах по работе указываются значения коэффициента избытка воздуха, соответствующие "богатой" и "бедной" смеси, максимальному коэффициенту полноты сгорания.
4.СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
Обработка экспериментальных данных, полученных на установке УКС-1, производится в следующем порядке.
1. Определяются: атмосферное давление р0 , давление топлива перед форсункой рт и полное давление воздуха на
входе в камеру сгорания рк* :
р0 =133,3 10−6 В0 , МПа,
где В0 − атмосферное давление в мм рт.ст;
pт = p0 + 0,0981300 N pпред, МПа,
где p0 − атмосферное давление, МПа,
pпред − предельное давление данного образцового
манометра 8а или 8б (см. рис. 5.2), кгс/см2,
N − показания манометра в делениях шкалы, 300 − полное число делений шкалы манометра;
pк* = p0 +0,0981 pк* изм, МПа,
где pк*.изм − избыточное давление воздуха на входе в
камеру, измеренное мановакууметром, кгс/см2.
2. При пренебрежении небольшим различием между полным давлением воздуха на входе в камеру сгорания и
11
статическим давлением в зоне обратных токов (куда производится впрыск топлива) определяется перепад давлений на форсунке
∆pф = pт − pк* .
3. По тарировочному графику Gт = f (∆pф)
определяется расход топлива Gт, кг/с.
4. Определяются полное давление и полная температура воздуха на входе в мерное сопло:
pвх* = p0 + 98100300 N pпред , Па
где pпред − предельное давление образцового манометра 6 в
кгс/см2,
N − показания манометра в делениях шкалы;
Tвх* =tвх* +273, К,
где tвх* - показания прибора КСП-4, C .
4. Определяется расхода воздуха Gв |
||||||
G = m |
pвх* |
|
F q(λ |
кр |
), кг/с, |
|
|
|
|||||
в |
|
T* |
|
кр |
|
|
|
|
вх |
|
|
|
|
где m =0,0404 |
; q(λ |
кр |
) =1; F = 2,56 10−4 |
м2 − |
|
|
кр |
|
площадь критического сечения мерного сопла. 5.Определяется коэффициента избытка воздуха α
α= Gв ,
L0Gт
где L0 =14,9 – теоретически необходимое количество
воздуха (кг) для полного сгорания 1 кг керосина.
12
6. По показаниям цифрового вольтметра Щ-1413 и тарировочному графику термопары определяется значение
температуры газа Tг* , К.
7. Определяется коэффициент полноты сгорания
|
Q |
|
G c (T* |
−T*) |
|
|||
ηг = |
|
= |
в п г |
к |
, |
|||
Q |
G |
т |
H |
u |
||||
0 |
|
|
|
|
|
|||
где сп =0,883+2,09 10−4 |
(Тг* +0,46Тк*), кДж (кг К) − условная |
|||||||
теплоемкость процесса подвода теплоты в камере сгорания при сжигании керосина;
Hu = 42900 кДж/кг − теплотворность топлива (керосина);
Tк* =Tвх* , К − температура на входе в камеру сгорания.
По результатам эксперимента и обработки опытных данных в журнале лабораторных работ заполняется протокол
испытаний и строятся графики зависимостей Tг* и ηг от α.
5.КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1.Основные параметры камер сгорания.
2.Зависимость температуры продуктов сгорания однородной керосино-воздушной смеси от коэффициента избытка воздуха.
3.Коэффициент избытка воздуха это....
4.Из каких процессов состоит процесс горения топлива
вкамере сгорания.
5.Типы основных камер сгорания, достоинства и недостатки.
6.Зона обратных токов в жаровой трубе основной камеры сгорания, способы создания. V-образный стабилизатор пламени, структура потока возле него.
13