RU2053446C1

RU2053446C1 - Method for adjusting gas-jet acoustic-energy radiator

Info

Publication number: RU2053446C1
Authority: RU
Inventors: И.Н. Лебедев; Ю.С. Архипов; С.А. Воротилов
Original assignee: Научно-исследовательский институт машиностроения
Priority date: 1984-08-23
Filing date: 1984-08-23
Publication date: 1996-01-27

Abstract

FIELD: power engineering. SUBSTANCE: gas-jet radiator is adjusted by using oxygen-hydrogen fuel as working medium and by varying level and frequency of generated waves. Procedure is ceased as soon as air temperature rises to at least 600 K. EFFECT: facilitated procedure. 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для настройки газодинамических систем, применяемых для воспламенения различных топлив. The invention relates to energy and can be used to configure gas-dynamic systems used to ignite various fuels.

Известны способы измерения величин, характеризующих звуковое поле: механические диск Рэлея, радиометры; тепловые калориметрическое измерение мощности; электрические термоэлектрические, пьезомагнитные, пьезоэлектрические, оптические. Known methods for measuring quantities characterizing a sound field: mechanical Rayleigh disk, radiometers; thermal calorimetric power measurement; electrical thermoelectric, piezomagnetic, piezoelectric, optical.

К недостаткам указанных способов измерения акустических параметров при настройке газоструйных излучателей (ГСИ) на максимальный уровень генерируемой акустической энергии относится низкая надежность определения достаточного уровня излучения, при котором возможно надежное воспламенение газообразного кислородно-водородного топлива, если ГСИ настраивается вне газодинамической системы воспламенения (ГДСВ), даже непосредственно на водороде или кислороде. The disadvantages of these methods of measuring acoustic parameters when setting gas-jet emitters (GSI) to the maximum level of generated acoustic energy include the low reliability of determining a sufficient level of radiation at which reliable ignition of gaseous oxygen-hydrogen fuel is possible if the GSI is configured outside the gas-dynamic ignition system (GDSV), even directly on hydrogen or oxygen.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ оценки уровня акустической энергии при настройке ГСИ термоэлектрическим методом с использованием термодатчиков, реагирующих на нагрев рабочего тела при прохождении акустических волн. Closest to the invention in technical essence is a method for assessing the level of acoustic energy when setting the GSI thermoelectric method using temperature sensors that respond to the heating of the working fluid during the passage of acoustic waves.

Недостатком известного способа также является низкая надежность определения уровня акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива при использовании для безопасности настройки излучателя модельного газа. The disadvantage of this method is the low reliability of determining the level of acoustic energy sufficient to ignite a gaseous oxygen-hydrogen fuel when used for security settings emitter model gas.

Цель изобретения повышение безопасности работы надежности оценки уровня излучаемой ГСИ акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива при настройке излучателя на модельном газе, например воздухе. The purpose of the invention is to increase the safety of reliability of estimating the level of acoustic energy emitted by the GPS, sufficient to ignite gaseous oxygen-hydrogen fuel when tuning the emitter on a model gas, such as air.

Указанная цель достигается тем, что термодатчик устанавливают в звуковом поле излучателя на его оси за резонатором и регистрируют нагрев воздуха в указанной зоне под воздействием генерируемых колебаний при различных сочетаниях основных конструктивных параметров ГСИ, т.е. оценку уровня генерируемой ГСИ акустической энергии проводят по величине нагрева воздуха. Отличие состоит в том, что уровень акустической энергии при настройке ГСИ на воздухе считают достаточным для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива в ГДСВ, если обеспечивается нагрев воздуха до температуры Т ≥ 600 К, которая гарантирует нагрев водорода в данной зоне при использовании его в качестве рабочего газа в ГСИ до температуры выше температуры воспламенения кислородно-водородной смеси, равной Т_в ≈ 830 К. Увеличение температуры нагрева Н₂ происходит за счет увеличения частоты генерируемых колебаний в излучателе ≈ в 3,8 раза, так как скорость распространения звука в водороде C_H2 ≈ 1319 м/с, а в воздухе С ≈ ≈347 м/с. Подача кислорода в зону, где находится водород с Т>830 К, вызывает разогрев топливной смеси и последующее воспламенение.This goal is achieved by the fact that the temperature sensor is installed in the sound field of the emitter on its axis behind the resonator and air heating is recorded in the specified area under the influence of generated oscillations under various combinations of the main design parameters of the GSI, i.e. assessment of the level of acoustic energy generated by GSI is carried out by the value of air heating. The difference is that the level of acoustic energy when setting GSI in air is considered sufficient to ignite gaseous oxygen-hydrogen fuel in the GDSV, if the air is heated to a temperature of T ≥ 600 K, which guarantees the heating of hydrogen in this area when using it as a working of gas in the ICG to a temperature above the ignition temperature of the oxygen-hydrogen mixture equal to T _at ≈ 830 K. An increase in the heating temperature of H ₂ occurs due to an increase in the frequency of generated oscillations in the emitter ≈ 3.8 times, since the speed of sound propagation in hydrogen is C _H2 ≈ 1319 m / s, and in air C ≈ ≈347 m / s. The supply of oxygen to the zone where hydrogen with T> 830 K is located causes heating of the fuel mixture and subsequent ignition.

Способ поясняется фиг. 1 и 2. The method is illustrated in FIG. 1 and 2.

П р и м е р. В сопло 1 газоструйного излучателя, помещенного в один из фокусов F₁ эллиптического концентратора, 2 подается воздух при различном входном давлении для генерирования периодических ударных волн. Во втором фокусе (F₂) концентратора помещен термодатчик 3 для измерения температуры нагрева воздуха под действием генерируемых периодических ударных волн. Для одного и того же сопла ГСИ при изменении диаметра резонатора 4 d_p, глубины резонатора h_р, расстояния между соплом и резонатором l_н), можно получить различные уровни и частоты генерируемых волн, которые обеспечивают различную величину нагрева газа. При определенных соотношениях указанных геометрических параметров ГСИ нагрев воздуха во втором фокусе достигает температуры Т ≥ 600 К. Замена в ГСИ воздуха на водород показала, что в режимах, обеспечивающих нагрев воздуха до температур Т ≥ 600 К, нагрев водорода достигал температуры Т>830 К. Проверка на газообразных компонентах при подаче водорода через сопло 1 излучателя, настроенного на воздухе на температуру Т ≥ 600 К и кислорода через каналы 2 газодинамической системы воспламенения в зону второго фокуса показала, что происходит воспламенение топлива в широком диапазоне входных давлений и температур (см. фиг. 2).PRI me R. Air nozzle is supplied to nozzle 1 of a gas-jet emitter placed in one of the foci F _{1 of an} elliptical concentrator 2 at a different inlet pressure to generate periodic shock waves. In the second focus (F ₂ ) of the concentrator, a temperature sensor 3 is placed to measure the temperature of air heating under the action of generated periodic shock waves. For the same GSI nozzle, when changing the diameter of the resonator 4 d _p , the depth of the resonator h _p , the distance between the nozzle and the resonator l _n ), it is possible to obtain different levels and frequencies of the generated waves, which provide different amounts of gas heating. At certain ratios of the indicated geometrical parameters of the GSI, the heating of the air in the second focus reaches a temperature of T ≥ 600 K. Replacement of the air in the GSI with hydrogen showed that in the modes providing air heating to temperatures T ≥ 600 K, the heating of hydrogen reached a temperature of T> 830 K. Testing on gaseous components when hydrogen is supplied through a nozzle 1 of a radiator tuned in air to a temperature of T ≥ 600 K and oxygen through channels 2 of a gas-dynamic ignition system into the second focus zone has shown that ignition occurs ue fuel over a broad range of input pressures and temperatures (see. Fig. 2).

Изобретение существенно упрощает и повышает надежность оценки уровня генерируемой ГСИ акустической энергии, достаточного для воспламенения газообразного кислородно-водородного топлива в ГДСВ, при настройке ГСИ на воздухе. The invention significantly simplifies and improves the reliability of estimating the level of acoustic energy generated by the GPS, sufficient to ignite the gaseous oxygen-hydrogen fuel in the GDSV when setting the GPS in air.

Claims

METHOD FOR ACOUSTIC ENERGY GAS-RADIATED EMITTER SETTING by changing the level and frequency of generated waves and measuring the air temperature in the combustion chamber, characterized in that, in order to increase the reliability of the settings when using oxygen-hydrogen fuel as a working fluid, the level and frequency of the generated waves are stopped by when air reaches a temperature of at least 600 K.