Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 16 september 1952 - Brännkammare för reaktionsmotorer, av Carl Larsson
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
16 september 1952
■ 735
varvtal ger då i allmänhet en sänkning av
förbränningsverkningsgraden. En allvarlig
begränsning är även den instabila förbränning som kan
uppträda vid bränslerik blandning i samband
med höga hastigheter, ävensom risken för
utblås-ning av flamman vid mager blandning.
Ett uttryck på specifika värmeutvecklingen i en
brännkammare bör ta hänsyn till flamhastighet,
medelhastighet nedström i primärzonen och
dennas längd. Eftersom flamhastigheten beror av
koncentration och lufttemperatur (turbulensen
antas konstant) bör specifika belastningen kunna
uttryckas som en funktion av luftbränsletal,
lufttemperatur, medelhastighet och
primär-zonens längd enligt följande uttryck för
volymbelastning ßc och areabelastning ßA
ßv = BH/A’l’px"’æ konst c’/ZVT
ßA = konst c’/ZTl’ße
där B är bränslemängd per tidsenhet, H
bränslets effektiva värmevärde, A’ area på primärzon
(man kan även använda sig av brännkammarens
maximala area), V längd på primärzon (bör
egentligen vara flamlängden), p"’ totaltryck före
brännkammare, TY" totaltemperatur före
brännkammare, c’ medelhastighet nedströms räknat
på hela luftmängden genom brännkammaren
och arean A’, Z luftbränsletal.
Det måste givetvis finnas en övre gräns för
specifika värmeutvecklingen, eftersom
flamhastigheten har ett maximivärde, men man håller sig
vanligtvis väl under detta värde, bl.a. för att
slippa gå till alltför stora tryckfall. Ett normalt
värde på areabelastningen för
flygmotorbränn-kammare ligger omkring 17 milj. kcal/m2 h ata
räknat på primärzonens area.
Konstruktiva problem
Några av de viktigaste fordringar man ställer
på en brännkammare är effektiv och stabil
förbränning över motorns hela regleringsområde
vid olika flyghastigheter och höjder, låg
tryckförlust, acceptabelt jämn temperaturfördelning i
utloppet, hög specifik värmebelastning, dvs. liten
volym, frontarea och vikt, lång livslängd, lätt
åtkomlighet för underhåll.
För att kunna uppfylla de första båda villkoren
måste man sträva efter ett optimalt
strömningsmönster i primärzonen, samtidigt som bränslets
införande anpassas därefter. Med optimalt avses
då närmast det strömningsmönster, som ger
effektiv och stabil förbränning med ett minimum
av uppoffrat tryck. För att kunna angripa detta
problem, måste man först studera
förbrännings-förloppet mera i detalj.
Tändfördröjning
I en homogen gasblandning kan man dela upp
oxidationen av kolväten i tre faser. Den första
är den katalytiska oxidationen, som äger rum
Fig. 5. Temperatur
(1, 2 och 3) i
närheten av en
bränsledroppe vid
olika tider efter det
att droppen
slungats in i ett
förbränningsrum samt
motsvarande
erforderlig antändnings-temperatur (la, 2a
och 3 a)’.
under 100°C. Därefter följer en långsam
oxidation i gasform med början vid 200—300°G upp
till 500—600°C. Den tredje och sista fasen är
an-tändningen och den slutgiltiga förbränningen.
Den katalytiska oxidationen kan anses utgöra en
förberedande kemisk reaktion för den
långsamma oxidationen och kan i detta sammanhang
försummas. Den långsamma oxidationsfasen är
däremot mycket viktig i samband med
tändfördröj-ningen eller induktionsperioden.
Eftersom bränsleinsprutning i droppform är det
ojämförligt vanligaste, är förloppet i den
heterogena bränsleluftblandningen av intresse.
Drey-haupt1 har utarbetat en antändningsteori för
bränsledroppar i en dieselmotor. Denna teori kan
även tillämpas på en brännkammare, men då bör
hänsyn tas även till strålningsvärmet, vilket
Dreyhaupt försummat. Då en bränsledroppe
kastas in i förbränningsrummet, mottar den
nämligen såväl konvektionsvärme som
strålningsvärme.
Temperaturen i den omedelbara närheten av
droppen vid olika tider varierar med avståndet
från droppens yta, fig. 5, där även anges
droppens begynnelsetemperatur och den
lufttemperatur (egentligen gastemperatur), som kan anses
representera den verkliga värmeöverföringen
genom konvektion och strålning tillsammans. I det
första ögonblicket är temperaturgradienten stor
(kurva 1) och ångskiktet tunt. Allt eftersom
droppen värms upp minskar gradienten (kurva
2 och 3), samtidigt som ångskiktet växer.
Erforderlig antändningstemperatur på olika
avstånd från droppen blir beroende av den kemiska
tändfördröj ningen. Denna är i sin tur beroende
av bränsle- och syrekoncentration och
temperatur. Den temperatur som erfordras för att
antända luftbränsleblandningen på olika avstånd från
droppen varierar även med tiden (kurvorna 1 a,
2 a, 3 a).
Gynnsammaste blandningsförhållandet i
ångmolnet ligger i första ögonblicket mycket nära
ytan, och då man avlägsnar sig från denna
stiger erforderlig antändningstemperatur, emedan
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
