Эксплуатационные характеристики КС
Характеристики КС служат для оценки качества процесса горения в различных условиях эксплуатации. С этой целью используется два вида характеристик КС: характеристики полноты сгорания и срывные характеристики.
Характеристики полноты сгорания представляют собой зависимости коэффициента ξг от состава ТВС (α), и температуры воздуха на входе в КС (Тк). Типичные зависимости ξг = f(α) для основной КС при двух значениях Тк представлены на рис.25. Как видно, максимальное значение в данном случае достигается здесь при
» 2,5…3, а при больших и меньших значениях
коэффициент полноты сгорания заметно снижается.
Рис. 29. Характеристика полноты сгорания
При уменьшении α значение ξг снижается в результате обогащения смеси в зоне горения. При этом из-за недостатка кислорода часть топлива выносится из КС несгоревшей. Из-за больших затрат тепла на испарение топлива температура в зоне горения снижается, что при переобогащении смеси приводит к прекращению горения. Прекращение горения в результате переобогащения ТВС называется богатым срывом пламени.
При увеличении α полнота сгорания также уменьшается. Причиной уменьшения ξг в этом случае является снижение температуры в зоне горения из-за разбавления ТВС избыточным воздухом. Это ухудшает испарение топлива и снижает скорость горения, поэтому часть топлива не успевает сгореть. При переобеднении ТВС горение полностью прекращается. Это явление называется бедным срывом пламени.
Уменьшение температуры воздуха на входе в КС, вызывая ухудшение испарения топлива и снижение скорости горения, снижает тем самым и полноту сгорания. Это особенно заметно при значительном отклонении α от оптимального значения.
При рк >100 кПа (1 кг/см2) давление воздуха в КС не оказывает влияния на полноту сгорания. При меньших значениях рк, что возможно лишь на больших высотах полета, полнота сгорания снижается. Снижение ξг обусловлено ухудшением распыливания топлива(малым Gв соответствует снижение Gт, которое обеспечивается снижением ∆рф). Это замедляет процесс приготовления ТВС, и часть топлива не успевает сгореть. Для предотвращения значительного падения ∆рф топливные форсунки делают двухканальными. Один из каналов при снижении ∆рф автоматически отключается. При этом уменьшается площадь сечения отверстия для выхода топлива, что позволяет даже при малых Gт иметь ∆рф, достаточный для хорошего распыливания топлива.
Характеристики полноты сгорания топлива в ФК имеют такой же вид, как и у основных КС.
Срывные характеристики основной КС и ФК представляют собой зависимости диапазона устойчивого горения ТВС по величине α от давления на входе в КС (ФК). На рис. 30 показан примерный вид срывной характеристики форсажной камеры сгорания в виде зависимости пределов устойчивого горения по составу смеси ( и
) от давления на входе в камеру. Как видно, диапазон устойчивой работы форсажной камеры с уменьшением давления в ней резко снижается и при
устойчивое горение в ней вообще становится невозможным.
Рис. 30. Срывная характеристика форсажной камеры сгорания